BRPI0417447B1 - processo de tratamento de água contaminada contendo microorganismos usando uma célula eletrolítica, e célula eletrolítica. - Google Patents

Abstract

célula eletrolítica para tratar água contaminada a presente invenção se refere a um processo para tratar água contaminada contendo microorganismos compreendendo a alimentação de uma corrente de água contaminada a um fluxo volumétrico de cerca de 1 a cerca de 1.000 m^ 3^/h através de uma zona de eletrolisador, a dita corrente de água tendo uma condutividade de cerca de 0,0001 a cerca de 100 s/m, eletrolisando a dita corrente de água na dita zona de eletrolisador definida por pelo menos umpar de eletrodos permitindo o tratamento o tratamento de microorganismos, dito pelo menos um par de eletrodos compreendendo um anodo e um catodo sem meios separadores, dita corrente de água de sendo guiada substancialmente perpendicularmente através do dito pelo menos um anodo e catodo enquanto impondo uma voltagem através d dito anodo e catodo e fornecendo uma corrente direta ao dito anodo e catodo, retirando da zona de eletrolisador uma corrente de água tratada. a invenção também se refere a uma célula eletrolítica na qual dito processo pode ser realizado, e ao uso da célula eletrolítica.

Description

“PROCESSO DE TRATAMENTO DE ÁGUA CONTAMINADA CONTENDO MICROORGANISMOS USANDO UMA CÉLULA ELETROLÍTICA, E CÉLULA ELETROLÍTICA" A presente invenção de refere a um processo para tratar água contaminada compreendendo microorganismos, uma célula eletrolitica na qual o processo é efetuado, e o uso da célula para tratamento de águas contaminadas derivadas de várias aplicações e fontes.

Antecedentes da Invenção 0 tratamento de águas residuais contendo microorganismos tem sido realizado por um período de tempo bastante longo. Contudo, processos de tratamento baseados em eletrólise não têm sido até aqui completamente livre de problema. Processos ineficientes assim como equipamento caro ou de alto consumo de energia tem previamente impedido aperfeiçoamentos no manejo de microorganismos ocorrendo em, por exemplo, água residual, água de resfriamento, água de lastro, e água de lavagem recirculada. A patente US 5.419.824 descreve uma célula eletrolitica para destruir contaminantes. Contudo, este processo é muito caro e ineficiente para aplicações onde grandes volumes de água são tratados devido a grande queda de pressão, baixas taxas de fluxo, e baixa eficiência de corrente.

Em WO 02/26635, têm sido adicionalmente tratados aperfeiçoamentos para redução de contaminantes e microorganismos na qual uma corrente alternativa é fornecida a uma célula. Isto tem, contudo, nem sempre sido visto ser uma maneira bem sucedida de realizar as reações químicas na célula.

Tem sido adicionalmente visto no estado da técnica que sistemas de limpeza envolvendo redução de contaminantes freqüentemente têm sido fornecidos com um tanque de reator arranjado a tubulação através do qual o meio a ser limpo passa. Esta configuração, contudo, freqüentemente resulta em quedas de pressão e baixa circulação do meio a ser limpo. 0 tempo de retenção pode também ser prolongado, o qual nem sempre é desejável, particularmente se grandes volumes de água contaminada precisam de tratamento rápido. A presente invenção pretende fornecer um processo eficiente e uma célula para resolver os problemas do estado da técnica. Um objeto adicional da presente invenção é fornecer um aperfeiçoado controle da formação de hidrogênio e cloro na célula eletrolítica. A Invenção A presente invenção se refere a uma célula eletrolítica compreendendo pelo menos um par de eletrodos definindo uma zona de eletrolisador, dito par de eletrodos compreendendo um anodo e catodo, arranjado substancialmente em paralelo sem meios separadores entre eles, permitindo uma alta circulação de eletrólito através do dito anodo e catodo, em que dito anodo e catodo permitem o tratamento de microorganismos em uma corrente de água tendo uma condutividade de cerca de 0,0001 a cerca de 100 S/m passando no dito par de eletrodos, a dita célula eletrolítica adicionalmente compreende meios para impor uma voltagem através do dito anodo e catodo e meios para fornecer uma corrente direta à dita célula. As seguintes reações de anodo e catodo poderíam ser como ocorre em um par de eletrodos: Reações de Anodo a) 2C1- = Cl2 + 2e- b) H20 = l/202 + 2H+ + 2e- c) 2H20 = H202 + 2H+ + 2e- d) 3H20 = 03 + 6H+ + 6e- e) Oxidação de materiais orgânicos Reações de Catodo a) 2H+ + 2e- = H2 b) 2H20 + 2e- = H2 + 20H- c) H20 + 02 + 2e- = HO2- + 0H- d) Cl2,+ 2e- e) Redução de materiais orgânicos As reações químicas possíveis ocorrem entre o anodo e o catodo, os produtos formados a partir inter alia da fórmula de reação listada acima entre os anodos e catodos dos pares de eletrodos incluem inter alia: a) Cl2 + 20H- = CIO- + Cl- + H20 b) Cl2 + H02- = HC1 + Cl- + 02 c) 3C10- = CIO3- + 2C1- d) H+ + H02- = H202 e) Outras reações, por exemplo, formulação de radicais hidroxil assim como adicionalmente descrito em "Degradation of Organic Pollutants by the Advanced Oxidation Processes", Chinese J. of Chem. Eng, 7 (2) 110-115 (1999). O termo "área de seção transversal" é destinado à área da célula através da qual os fluxos de eletrólise passam a partir da entrada para a saída da célula. A área da seção transversal da célula pode variar ao longo do caminho do fluxo, mas preferivelmente, esta área é constante. A localização de pelo menos um par dos ditos eletrodos, o anodo e o catodo constitui uma área parcialmente aberta através da qual o eletrólito pode passar. A área de seção transversal aberta é definida nisto como uma área não bloqueada pelos eletrodos em porcentagem do total da área de seção transversal que a célula tem na dita localização. 0 termo "par de eletrodos" é destinado a um anodo e a um catodo arranjado junto com uma distância relativamente pequena um do outro, preferivelmente uma distância que é menor que à distância para qualquer outro par de eletrodos ou eletrodo simples possivel na célula. Preferivelmente, a distância entre o anodo e o catodo em um par de eletrodos é de cerca de 0,2 a cerca de 10, preferivelmente de cerca de 0,2 a cerca de 5, e mais preferivelmente de cerca de 0,2 a cerca de 3 mm. Preferivelmente, a distância entre pares de eletrodos adjacentes é de cerca de 3 a cerca de 25, mais preferivelmente de cerca de 5 a cerca de 15 vezes a distância entre o anodo e o catodo em cada par de eletrodos, quer dizer, de cerca de 0,6 a cerca de 250, mais preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 150 mm.

Na elaboração da célula acima, foi encontrado que meios separadores em um par de eletrodos foi prejudicial ao funcionamento da célula como um todo, inter alia devido ao fato que pode resultar em uma queda de pressão considerável visto que a circulação do meio tratado então é reduzido, mas também devido ao fato de que tais meios separadores podem inibir as reações desejáveis entre os produtos de reação que ocorrem no anodo e no catodo. 0 meio de fornecer uma corrente direta pode ser, por exemplo, um retificador convencional. Tem sido encontrado que, a fim de salvaguardar, que reações ocorram em cada par de eletrodos, o anodo preferivelmente é seguido por um catodo no qual os produtos de reação formados no anodo podem reagir adicionalmente de modo que a quantidade de microorganismos pode ser mantida a um nível mínimo com sucesso. Este processo pode não ser sempre efetuado com sucesso no caso de correntes alternadas sendo fornecidas a célula, visto que uma tal corrente muda os pólos dos eletrodos e as reações necessárias poderíam não ocorrer a tempo. Se os produtos de reação no anodo não são reagidos adicionalmente para formar radicais hidroxil, os produtos de reação podem, ao contrário, se decomporem de modo que não ocorre a formação selecionada de radicais hidroxil. Isto é naturalmente prejudicial ao processo visto que os radicais hidroxil são essenciais para o tratamento dos microorganismos.

Preferivelmente, o par de eletrodos é assim arranjado tal que uma corrente de água entrando na célula primeiro encontra o anodo e em seguida o catodo tal que os produtos das reações do anodo podem reagir no catodo ou misturados rapidamente com os produtos das reações do catodo para adicionalmente aumentar a eficiência do processo e também reduzir a formação de trihalometanos (THM) ou outros orgânicos clorados tóxicos em cloro contendo água. Isto é particularmente vantajoso na configuração do par de eletrodos sem qualquer separador intermediário entre o anodo e o catodo. Os produtos de reação das reações do anodo podem assim ser, instantaneamente, misturados com os produtos de reação do catodo os quais podem reagir adicionalmente no catodo. Os produtos de reação tóxicos de CI2 quando eletrolisado em sistemas de água contendo cloro podem, acordadamente, serem transformados adicionalmente a radicais CIO ou OH ou semelhantes menos tóxicos ou não tóxicos, e outros produtos de reação podem também ser transformados em compostos não tóxicos os quais podem funcionar como desinfetantes efetivos os quais podem reduzir o COD e BOD adicionais tal que não ocorra a formação de THM da reação entre Cl2 formado e compostos orgânicos. Os possíveis pares de eletrodos subseqüentes são preferivelmente arranjados no mesmo modo como o primeiro. Contudo, outros arranjos podem também ser possíveis, por exemplo, em que um catodo é arranjado antes de um anodo na direção do fluxo do eletrólito.

De acordo com um aperfeiçoamento preferido, o par ou pares de eletrodos constituindo a zona de reação ou a célula é integrado no sistema de tubulação através do qual a água a ser purificada passa. A célula pode também ter o mesmo diâmetro da tubulação através da qual a água contaminada é fornecida. Isto resulta em um sistema mais simples e um custo mais efetivo que facilmente pode ser arranjado e transportado para o sítio onde a purificação é efetuada. 0 termo "substancialmente em paralelo" no contexto do arranjo da posição relativa dos meios do anodo e do catodo que os eletrodos podem, mesmo ainda que isto não seja preferido, ser angulados para um certo grau um do outro. 0 ângulo entre o anodo e o catodo no par de eletrodos é assim não necessariamente de 0 o como podería ser no caso se eles fossem arranjados em paralelo. Preferivelmente, o ângulo entre o anodo e o catodo é de cerca de 0 a cerca de 45°, mais preferivelmente de cerca de 0 a cerca de 30°, e muito mais preferivelmente de cerca de 0 a cerca de 10°.

Os eletrodos, isto é, o anodo e o catodo, adequadamente compreendem um substrato de eletrodo com aberturas tal como uma malha, por exemplo, uma malha de metal expandida; uma tela de fio, placas perfuradas ou metais em folhas, fibras de metal sinterizado, pó de metal sinterizado, ou qualquer outra configuração perfurada. As aberturas podem ter qualquer forma adequada, mas preferivelmente as aberturas têm a forma de um losango, quadrado, retângulo, trapézio, círculo ou semelhante. As dimensões (por exehplo, os lados de um losango) das aberturas adequadamente variam de cerca de 0,5 a cerca de 50, preferivelmente de cerca de 0,5 a cerca de 15 mm. Cada abertura preferivelmente tem uma área de cerca de 0,01 a cerca de 2.500, mais preferivelmente de cerca de 0,2 a cerca de 500, e muito mais preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 100 mm2. Esta configuração da célula fornecerá uma baixa queda pressão quando o eletrólito flui através da célula.

Preferivelmente, o substrato do catodo é fabricado de níquel, titânio, ou outro metal adequado, ou um material não metálico condutivo; fibras de grafita, tela grafitizada, ou um óxido de metal condutivo.

Preferivelmente, o substrato de anodo é fabricado de titânio, nióbio ou outro metal adequado, ou um material não metal condutivo; por exemplo, silicio p-dopado.

Revestimentos de anodo preferidos incluem diamante dopado com boro (BDD) , PbÜ2 e SnCQ. Outros revestimentos de anodo adequados são titânio platinizado, platina, carbono ativado, grafita, bem como os materiais de revestimentos mencionados no pedido de patente Europeu n° 03445079.1.

Revestimentos de catodo preferidos incluem diamante dopado com boro (BDD), carbono ativado, grafita, bem como os materiais de revestimentos mencionados no pedido de patente Europeu n° 03445079.1.

Preferivelmente, a área da seção transversal aberta de dito pelo menos um anodo e catodo é de cerca de 20 a cerca de 75, e muito mais preferivelmente de cerca de 25 a cerca de 60 % da área total da seção transversal. Quando a área da seção transversal aberta aumenta, a queda de pressão é reduzida na célula uma vez que o eletrólito pode fluir através da célula mais facilmente.

Preferivelmente, a espessura dos respectivos eletrodos é de cerca de 0,2 a cerca de 3, mais preferivelmente de cerca de 0,2 a cerca de 2, e muito mais preferivelmente de cerca de 0,2 a cerca de 1,5 mm.

Preferivelmente, os eletrodos são monopolares tal que a carga da corrente e a voltagem da célula de cada par de eletrodos podem ser ajustados individualmente. Contudo, eletrodos bipolares podem, em alguns arranjos, serem empregados.

Preferivelmente, a área superficial especifica do anodo e do catodo é de cerca de 1 a cerca de 1.000, mais preferivelmente de cerca de 10 a cerca de 1.000 m2/m2 projetada da área superficial. 0 catodo adequado tem uma sobrevoltagem na alta formação de hidrogênio, preferivelmente maior que cerca de 300, e mais preferivelmente maior que cerca de 500 mV. Preferivelmente, o anodo tem uma sobrevoltagem na alta formação de oxigênio, preferivelmente maior que cerca de 400 mV, e mais preferivelmente maior que cerca de 700 mV.

Os eletrodos podem ser arranhados, modelados, padronizados ou de outra forma tornados ásperos para aumentar a turbulência local perto dos pares de eletrodos. 0 número de pares de eletrodos dependerá da taxa de fluxo e da concentração de microorganismos a serem tratados. Contudo, a célula preferivelmente compreende de cerca de 1 a cerca de 10, mais preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 7, e muito mais preferivelmente de cerca de 2 a cerca de 5 pares de eletrodos. 0(s) par (es) de eletrodos é(são) preferivelmente montado (s) em um alojamento ou montagem o qual suporta os eletrodos.

Preferivelmente, a área da seção transversal da célula é de cerca de 0,00003 a cerca de 5, preferivelmente de cerca de 0,0001 a cerca de 2, e muito mais preferivelmente de cerca de 0,001 a cerca de 1 m2. A entrada e a saida adequadamente têm as mesmas dimensões e áreas de seção transversal que a célula eletrolitica para minimizar a queda de pressão. Contudo, outras áreas de entrada e saída são também possíveis, por exemplo, uma área de seção transversal mais larga na entrada do que a área de seção transversal da célula para dar mais turbulência a corrente de água. A invenção também se refere a um processo para tratar água contaminada contendo microorganismos compreendendo a alimentação de uma corrente de água contaminada a um fluxo volumétrico de cerca de 1 a cerca de 1,000 m3/h através de uma zona de eletrolisador, dita corrente de água tendo uma condutivídade de cerca de 0,0001 a cerca de 100 S/m, eletrolisando a dita corrente de água em dita zona de eletrolisador definida por pelo menos um par de eletrodos permitindo o tratamento de microorganismos, dito pelo menos um par de eletrodos compreendendo um anodo e um catodo sem meios separadores, dita corrente de água sendo guiada substancialmente perpendicularmente através do dito pelo menos anodo e catodo enquanto impondo uma voltagem através do dito anodo e catodo e fornecendo uma corrente direta ao dito anodo e catodo, retirando da zona de eletrolisador uma corrente de água tratada. O termo "substancialmente perpendicularmente" como· usado nisto com relação à direção do fluxo através do par de eletrodos significa que a corrente de água pode fluir perpendicularmente em direção ao plano do anodo e catodo constituindo o par de eletrodos, isto é, a um ângulo reto ou 90* ao dito plano, mas também a um ângulo de desvio acima de cerca de 60° do dito fluxo de "ângulo reto".

Preferivelmente, o fluxo volumétrico da corrente de água é de cerca de 1 a cerca de 750, mais preferivelmente de cerca de 5 a cerca de 500, e muito mais preferivelmente de cerca de 10 a cerca de 500 m3/h, Ά taxa de fluxo linear adequadamente é de cerca de 0,1 a cerca de 10, preferivelmente de cerca de 0,2 a cerca de 8, e muito mais preferivelmente de cerca de 0,2 a cerca de 5 m/s. Tem sido encontrado que o fluxo volumétrico e sua correspondente taxa de fluxo linear na faixa da presente invenção fornece uma aumentada eficiência da corrente, por meio do qual uma corrente menor é necessária para tratar os microorganismos.

Preferivelmente, a taxa de fluxo linear da corrente de água entrando na célula é desta forma alta que a turbulência é facilmente encontrada quando chega ao primeiro eletrodo. Uma turbulência aumentada resulta em aumentada transferência de massa a qual produz em torno um tratamento mais eficiente dos microorganismos. Preferivelmente, o número de Reynold na célula é maior que cerca de 2.000, e mais preferivelmente maior que cerca de 5.000. Contudo, o número de Reynold é preferivelmente menor que cerca de 100.000. A turbulência e ligado a isso também a transferência de massa pode ser aumentada pelo aumento do fluxo de água. A eletrólise ocorrendo na célula resulta na produção de radicais hidroxil e peróxido de hidrogênio os quais podem matar os microorganismos a fim de evitar "biofouling" e outros efeitos indesejáveis dos microorganismos. A célula pode também ser útil na redução de COD em águas contaminadas.

Os radicais hidroxil podem ser gerados diretamente na superfície do anodo por oxidação da água em um anodo adequado como definido nisto. Os radicais hidroxil e radicais de outros tipos podem também ser formado devido à decomposição de compostos oxidados ou ricos em oxigênio formados na superfície do anodo, por exemplo, ozônio, peróxido de hidrogênio, e oxigênio, ou por redução desses compostos na superfície do catodo. Os radicais hidroxil podem também ser formados por reação dos ditos compostos oxidados ou ricos em oxigênio no eletrólito. Peróxido de hidrogênio pode também ser produzido no catodo e adiciona um efeito a longo prazo ao tratamento de água. A concentração de radicais hidroxil livres diminui rapidamente com a distância da superfície do anodo, porque os radicais hidroxil livres reagem rapidamente. Por essa razão, a reação dos microorganismos dissolvidos na água com os radicais hidroxil livres produzidos na superfície dos eletrodos ocorre muito próximo da superfície deles. A área aumentada da superfície do anodo e o fluxo turbulento de água na superfície do anodo aumenta a taxa de transferência de massa.

Ocasionalmente, pode ser vantajoso ou mesmo necessário ajustar o pH e/ou a condutividade elétrica da água a ser tratada. 0 termo "microorganismo" inclui qualquer organismo de tamanho microscópico, tal como um plâncton, bactéria, protozoário, ou vírus.

De acordo com um aperfeiçoamento preferido, a célula pode ocasionalmente ser operada a uma carga de corrente constante ou pulsada para adicionalmente aperfeiçoar o tratamento dos microorganismos. A carga pulsada pode ser de qualquer espécie adequada, por exemplo, triangular, senoidal ou escalonado, e tendo uma variação no tempo. Preferivelmente, a densidade de corrente média é de cerca de 10 a cerca de 5.000, mais preferivelmente de cerca de 10 a cerca de 1.000, e muito mais preferivelmente de cerca de 25 a cerca de 750 A/m2.

De acordo com um outro aperfeiçoamento preferido, a célula pode ser operada com carga reversa para remover depósitos escalados. A carga reversa pode ser da mesma magnitude da carga normal descrita nisto e o tempo e a freqüência da carga reversa podem variar.

Estas medidas permitem a operação continua da célula. A célula pode ser operada pela passagem do fluxo ou em passagem simples através da célula ou pela recirculação de uma parte do fluxo ou do fluxo inteiro. Mesmo que uma operação de passagem simples seja preferida, pode ser necessário recircular o fluxo através da célula se a concentração de microorganismo é ainda alta ou o número de pares de eletrodos não é suficiente para a operação de apenas uma passagem simples. Contudo, o processo pode também ser realizado como um processo semicontinuo ou em batelada.

Tem adicionalmente sido encontrado que este processo pode ser operado de uma tal maneira que substancialmente cloro não é formado. Um sistema de medição e controle, como por exemplo, a instrumentação DULCOMETER® disponibilizado por Prominent Dosiertechnik GmbH, é adequadamente conectado à célula a fim de monitorar a operação deles, incluindo o pH e a concentração residual de cloro. A invenção também se refere ao uso da célula eletrolitica como descrita nesta para tratamento de água contaminada contendo microorganismos, particularmente água de lastro, água residual, água de resfriamento, e água de lavagem recirculada. A célula pode preferivelmente também ser usada para tratar água contaminada em piscinas. Se grandes volumes de água contaminada precisam ser tratados, por exemplo, água de resfriamento ou água de lastro, onde o fluxo volumétrico pode exceder 10.000 ou mesmo 100.000 m3/h, várias células eletroliticas, como descrita nesta pode, naturalmente, ser arranjadas em paralelo para controlar tais grandes fluxos. O número total de microorganismos naturalmente variará dependendo da fonte a partir da qual a água é coletada. Contudo, o número de microorganismos (bactéria) na água do mar pode ser a partir de cerca de 100 a cerca de 1.000.000/cm3.

Breve Descrição dos Desenhos A Fig. 1 mostra um arranjo de célula da invenção.

Descrição do Aperfeiçoamento A Fig. 1 mostra uma célula eletrolitica adequada para tratar água contaminada contendo microorganismos. A célula compreende uma entrada no ponto (1) através do qual a corrente de água compreendendo microorganismos passa na direção das setas. O fluxo de entrada pode ser bombeado para a célula, ou ser pressurizado por outros meios para fazê-lo entrar na célula. Um medidor de fluxo analógico e um digital podem ser fornecidos (não mostrados) antes da entrada da célula. A corrente passa nos pares de eletrodos, cada par dos quais compreende um anodo (2) e um catodo (3). Os eletrodos são compostos de uma estrutura de malha. Como pode ser visto, quatro de tais pares de eletrodos arranjados em paralelo são mostrados na célula todos dos quais são arranjados perpendicularmente à direção do fluxo. Os pares de eletrodos são também arranjados sobre a área inteira da seção transversal da célula. A corrente passa através dos pares de eletrodos e sai da célula por uma saída no ponto (4) . A corrente deixando a célula pode ser recirculada para a entrada no ponto (1) se não é considerada suficientemente descontaminada.

Será obvio que a invenção pode ser variada em muitas maneiras. Tais variações não podem ser consideradas como afastamento da essência e do escopo da presente invenção, e todas as tais modificações como seja óbvio a um especialista na arte são pretendidas serem incluídas no escopo das reivindicações. Os seguintes exemplos adicionalmente ilustrarão como a invenção descrita pode ser realizada sem limitar o seu escopo.

Exemplo 1 Água da superfície do mar contendo plâncton, coliformes, e bactéria heterotrófica tendo uma condutividade de 5 S/m foi bombeada para dentro de um tanque de 800 litros e ao mesmo tempo filtrada através de uma malha de algodão e um filtro de 20 pm. Organismos de referência Tetraselmis e Isochrysis (ambos flagelados) foram adicionados juntos com uma colônia não patogênica da bactéria coliforme E-coli. Amostras de controle foram coletadas.

Ambos os anodos e os catodos usados foram expandidos em placas de nióbio revestidos com diamante dopado com boro (BDD) condutivo. A célula eletroquímica compreende seis destes eletrodos BDD arranjados para uma passagem de fluxo transversal da água do mar natural em um tubo de titânio tendo um diâmetro interno de 70 mm. Os anodos e os catodos foram arranjados em pares com um pequeno espaço de 4 mm entre o anodo e o catodo do mesmo par e a uma distância de 41 mm entre os pares adjacentes. A água tratada na célula eletroquimica foi alimentada através da célula a uma taxa de fluxo de 10 m3/h (175 1/min) e uma densidade de corrente de 670 A/m2 foi aplicada. A corrente foi 11 A e a força foi de 126 W. Este tratamento resultou em uma matança de 100 % de ambas as espécies de microorganismos de referência de plâncton, redução de 100 % de CFU (Colony Forming Units - Unidades de formação de colônia) para bactéria coliforme (natural + E-coli adicionada) e uma redução de 99, 96 % de CFU para bactéria heterotrófica de ocorrência natural. A análise de Plâncton foi feita por microscópio de luz e as bactérias foram cultivadas com métodos padrões certificados, em um laboratório. Não ocorreu formação de THM.

Exemplo 2 Água natural da superfície do mar (da costa ocidental da Suécia) foi pré-filtrada usando uma rede e bombeada para um tanque de 800 litros. Amostras de controle foram coletadas.

Os eletrodos e a célula foram às mesmas como no exemplo 1. A água foi corrida na mesma taxa de fluxo e mesma densidade de corrente, a corrente e a força foram como no exemplo 1. 0 tratamento resultou em matança de 84 % de plâncton de jardim zoológico de ocorrência natural e uma matança de 93 % de fitoplâncton de ocorrência natural. A análise foi feita por microscópio de luz. Não ocorreu formação de THM.

Exemplo 3 (Referência) Uma célula eletrolítica como usada no Exemplo 1, mas com um separador poroso entre o anodo e o catodo foi preparado. Uma malha de tecido com 0,5 mm de grossura com 30 % de abertura, feita de polipropileno foi usada como um separador. A água a ser tratada foi escoada do catodo para o anodo. O exame da eletrólise foi realizado sob as mesmas condições como no exemplo 1, mas a taxa de fluxo não podería alcançar uma taxa de fluxo de 10 m3/h, mas foi apenas acima de 3 m3/h. A mesma corrente elétrica como no exemplo 1 foi usada. Vários ppm de THM (Tri-Halo-Metano) foram mostrados foram formados na água do mar.

Claims (17)

1. Processo de tratamento de água contaminada contendo microorganismos usando uma célula eletrolítica, caracterizado pelo fato de que compreende alimentação de uma corrente de água contaminada em um fluxo volumétrico de 1 m3/h até 1.000 m3/h através de uma zona de eletrolisador, referida corrente de água possuindo uma condutividade a partir de 0,0001 S/m até 100 S/m, eletrolisando referida corrente de água em referida zona de eletrolisador definida por pelo menos um par de eletrodos, referido pelo menos um par de eletrodos compreendendo um anodo (2) e um catodo (3) sem recurso separador, e no qual a distância entre o anodo (2) e o catodo (3) no par de eletrodos é de 0,2 mm a 10 mm, referida corrente de água sendo guiada substancialmente perpendicularmente em um ângulo reto, ou em um ângulo desviado de até 60° a partir de referido fluxo de ângulo reto através de referidos pelo menos um anodo (2) e catodo (3) enquanto impondo uma voltagem através de referidos anodo (2) e catodo (3), e suprindo uma corrente direta para referidos anodo (2) e catodo (3), no qual o fluxo da corrente de água é turbulento, produzindo radicais hidroxil na superfície do anodo por oxidação de água, e no qual o par de eletrodos é, desse modo, disposto que uma corrente de água que entra na célula primeiro encontra o anodo (2) e, em seguida, o catodo (3) , tal que os produtos a partir das reações do anodo podem reagir no catodo, ou se misturarem rapidamente com os produtos a partir das reações do catodo, e extraindo a partir da zona de eletrolisador uma corrente de água tratada.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo volumétrico é a partir de 1 m3/h até 750 m3/h, particularmente a partir de 5 m3/h até 500 m3/h, particularmente a partir de 10 m3/h até 500 m3/h.

3. Processo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o número de Reynolds na célula é mais alto do que 2.000, particularmente mais alto do que 5.000.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o número de Reynolds na célula é mais baixo do que 100.000.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a densidade de corrente média é a partir de 10 A/m2 até 5.000 A/m2, particularmente a partir de 10 A/m2 até 1.000 A/m2, particularmente a partir de 25 A/m2 até 750 A/m2.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o catodo possui um excesso de voltagem de formação de hidrogênio mais alto do que 300 mV, particularmente mais alto do que 500 mV.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o anodo possui um excesso de voltagem de formação de oxigênio mais alto do que 400 mV, particularmente mais alto do que 700 mV.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que depósitos em escala são removidos por operação com carga reversa.

9. Célula eletrolitica, caracterizada pelo fato de que compreende uma entrada (1) através da qual uma corrente de água passa, compreendendo pelo menos um par de eletrodos definindo uma zona de eletrolisador, referido par de eletrodos compreendendo um anodo (2) e catodo (3) , dispostos substancialmente paralelamente sem recurso separador dentre eles, no qual a distância entre o anodo (2) e o catodo (3) no par de eletrodos é de 0,2 mm a 10 mm, e onde o ângulo entre o anodo (2) e o catodo (3) é a partir de 0o até 45°, possibilitando para uma alta passagem direta de eletrólito através de referidos anodo (2) e catodo (3), dispostos de maneira tal que referida corrente de água adentrando flui substancialmente perpendicularmente em um ângulo reto, ou em um ângulo desviado de até 60° a partir de referido fluxo de ângulo reto através do par de eletrodos para possibilitar tratamento de uma corrente de água contendo microorganismos possuindo uma condutividade a partir de 0,0001 S/m até 100 S/m passando referido par de eletrodos, referidos anodo (2) e catodo (3) possuem a forma de malha, referido(s) par(es) de eletrodos é/são disposto (s) sobre a área de seção transversal total da célula, referida célula eletrolitica compreendendo adicionalmente recurso para impor uma voltagem através de referidos anodo (2) e catodo (3), e recurso para suprimento de uma corrente direta para referida célula, e no qual o par de eletrodos é, desse modo, disposto que uma corrente de água que entra na célula primeiro encontra o anodo (2) e, em seguida, o catodo (3) , referida célula compreendendo adicionalmente uma saida (4) .

10. Célula, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o ângulo entre o anodo (2) e o catodo (3) é a partir de 0o até 30°, particularmente a partir de 0o até 10°.

11. Célula, de acordo com as reivindicações 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que a área de seção transversal aberta do anodo (2) e do catodo (3) é a partir de 20% até 75% da área de seção transversal total, particularmente a partir de 25% até 60%.

12. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato de que o anodo (2) e catodo (3) compreendem aberturas possuindo uma área a partir de 0,01 mm2 até 2.500 mm2.

13. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizada pelo fato de que a célula compreende eletrodos monopolares.

14. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizada pelo fato de que a distância entre o anodo (2) e o catodo (3) no par de eletrodos é a partir de 0,2 mm até 5 mm, particularmente a partir de 0,2 mm até 3 mm.

15. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, caracterizada pelo fato de que a distância entre dois pares de eletrodos adjacentes é a partir de 3 vezes até 25 vezes a distância entre o anodo (2) e o catodo (3) em cada par de eletrodos, particularmente a partir de 5 vezes até 15 vezes a distância entre o anodo (2) e o catodo (3) em cada par de eletrodos, particularmente a partir de 0,6 mm até 250 mm, particularmente a partir de 1 mm até 150 mm.

16. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 15, caracterizada pelo fato de que referida célula compreende de 1 até 10 números de pares de eletrodos, particularmente de 1 até 7, particularmente de 2 até 5.

17. Célula eletrolitica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 16, caracterizada pelo fato de ser utilizada para tratamento de água contaminada contendo microorganismos.