ES2894665T3

ES2894665T3 - Procedimiento de purificación de agua

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Publication number: ES2894665T3
Application number: ES18741406T
Authority: ES
Inventors: Martti Klemola
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2038-01-18
Also published as: CA3050183A1; ZA201905435B; EP3571166A1; WO2018134481A1; US20190375657A1; PL3571166T3; FI127277B; MX2019008405A; FI20170007A; AU2018209283A1; EP3571166B1; US11420886B2; EP3571166A4

Abstract

Un procedimiento de purificación de agua con un purificador de agua (10) mediante electroflotación, en el el purificador de agua (10) comprende un ánodo (30) y un cátodo (20) como electrodos de tal forma que . queda un espacio (25) entre el ánodo (30) y el cátodo (20), . el ánodo (30) comprende un primer material de ánodo (32) y un segundo material de ánodo (34), y . se dispone material eléctricamente aislante (36) entre el primer material de ánodo (32) y el segundo material de ánodo (34), en cuyo procedimiento - el agua para la purificación se conduce al espacio (25), donde el agua para la purificación fluye en el espacio (25) al lado del primer (32) y del segundo material de ánodo (34), - se aplica un voltaje secundario (V2) al cátodo (20), y - se aplica un primer voltaje primario (V1a) al primer material de ánodo (32), caracterizado porque - el primer material de ánodo (32) es aluminio y dicho segundo material de ánodo (34) es hierro, y porque - en el ánodo (30), el aluminio se dispone en el lado aguas abajo con respecto al hierro, estando el lado de aguas abajo en la dirección del flujo de agua para la purificación, - un segundo voltaje primario (V1b), que no es igual al primer voltaje primario (V1a), se aplica al segundo material de ánodo (34), y - cuyo primer (V1a) y segundo (V1b) voltajes primarios son más altos que el voltaje secundario (V2), y - se introduce en el agua un aditivo que mejora la formación de flóculos en una cantidad de al menos 1 g y menos de 50 g, medidos como materia seca, por cada metro cúbico de agua para la purificación.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de purificación de agua

Campo técnico

La invención se relaciona con un procedimiento de purificación de agua. La invención se relaciona con la purificación de agua mediante electroflotación. La invención se relaciona con la purificación de aguas residuales producidas en pequeños inmuebles, minas, fábricas o comunidades. Un aspecto que se relaciona con el material producido durante la electroflotación, así como con el uso de dicho material.

Antecedentes

La purificación de agua es importante en lo que respecta a la actividad humana y la protección del medio ambiente, en primer lugar, para producir agua potable y, en segundo lugar, para controlar la carga ambiental. Por ejemplo, la purificación de agua, como las aguas residuales, es necesaria en la industria, como la industria papelera, minera y química, y para la purificación de aguas de servicio, como las aguas grises (diversas aguas de limpieza) o las aguas negras (aguas residuales de inodoros) que se usan en comunidades (por ejemplo, áreas residenciales) o embarcaciones (por ejemplo, barcos).

Una solución para la purificación de estas aguas se basa en la electroflotación. En la electroflotación, la purificación de agua se realiza mediante corriente eléctrica. La corriente eléctrica se pasa a dos electrodos: un ánodo, al que se aplica un voltaje, y un cátodo, al que se aplica un voltaje negativo con respecto a dicho ánodo. Por tanto, es posible decir que se aplica un voltaje positivo al ánodo, aunque el nivel absoluto de voltajes en relación con el potencial de tierra, por ejemplo, no es relevante como tal. El agua para la purificación se dispone entre dichos electrodos; por tanto, el agua para la purificación funciona como un electrolito. Normalmente se usa un electrodo metálico adecuado como ánodo.

Debido a dicha corriente eléctrica, tienen lugar reacciones electrolíticas en la célula, como resultado de lo cual los iones se disuelven en el electrolito del ánodo y se reduce el gas hidrógeno en el cátodo. De acuerdo con el principio de Arquímedes, el gas hidrógeno asciende naturalmente en la célula y lleva impurezas precipitadas junto con él a la superficie. De esta manera, las impurezas pueden separarse de la superficie del agua purificada en la parte superior del conjunto de la célula. Las impurezas precipitadas en la superficie se denominan generalmente flóculos. Un purificador de agua basado en electroflotación y las reacciones de la célula que ocurren en él se proponen en la patente FI115904B. Un aparato de tratamiento de aguas residuales que tiene un cátodo giratorio y un ánodo de sacrificio y un ánodo no sacrificatorio se conoce del documento US 8,945,357. El agua residual pasa primero por el ánodo de sacrificio y luego por el ánodo no sacrificatorio.

La purificación de agua de manera económica hasta el nivel de pureza requerido por la aplicación es uno de los desafíos de la electroflotación. En una solución económica general, es necesario minimizar el desgaste de los electrodos y el consumo de electricidad en proporción a la cantidad de agua para la purificación y teniendo en cuenta el nivel de pureza del agua objetivo. Para lograr un mejor nivel de pureza con un consumo particular de electricidad, se conoce agregar ciertos aditivos al procedimiento, por ejemplo, al agua para la purificación, antes de los electrodos. Además, un problema de la técnica anterior es la eliminación del material de flóculos que se genera como subproducto, lo que aumenta los costes de purificación del agua.

Breve sumario de la invención

El objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la purificación de agua hasta un nivel de pureza de acuerdo con la aplicación de una manera económica. Un procedimiento de acuerdo con la invención se proporciona en la reivindicación independiente 1 que comprende las características esenciales de la invención. Las realizaciones preferentes adicionales se describen en las reivindicaciones dependientes 2-7. Además, se proporciona el uso del material de flóculos producido, mediante el cual los costes del procedimiento disminuyen notablemente o incluso se transforman en beneficios. Se ha observado que al agregar un aditivo que mejora la formación de flóculos al agua para la purificación o al agua purificada, es posible lograr el nivel de pureza de acuerdo con la aplicación con un menor consumo de energía y menor desgaste de los ánodos en comparación con una situación en la que dicho material no se suministra al procedimiento. También se ha observado que ya se logra un efecto de purificación eficaz con una pequeña cantidad de aditivo, como al menos 1 g y menos de 50 g medidos como materia seca por cada metro cúbico de agua para la purificación. Dado que el aditivo cuesta, una pequeña cantidad de aditivo influye en la economía general del procedimiento.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista lateral de un purificador de agua,

La Figura 2a es una vista desde arriba de una disposición del par de electrodos y una fuente de potencia que se conecta a la misma, el par de electrodos comprende un cátodo en forma de placa y un ánodo en forma de placa como electrodos,

La Figura 2b es una vista lateral en sección transversal de la disposición del par de electrodos de acuerdo con la Figura 2a,

La Figura 3a es una vista desde arriba de un par de electrodos y una fuente de potencia que se conecta al mismo, el par de electrodos comprende un cátodo como electrodo externo y un ánodo como electrodo interno, así como un soporte para el ánodo en la posición más interna,

La Figura 3b es una vista lateral en sección transversal del purificador de agua de acuerdo con la Figura 3a, La Figura 4a es una vista desde arriba de un par de electrodos y una fuente de potencia o una disposición de la fuente de potencia que se conecta al mismo, el par de electrodos comprende un cátodo como electrodo externo y un ánodo como electrodo interno, así como un soporte para el ánodo en la posición más interna,

La Figura 4b es una vista lateral en sección transversal del purificador de agua de acuerdo con la Figura 4a, La Figura 5a es una vista desde arriba de una disposición del par de electrodos,

La Figura 5b es una vista en perspectiva de la disposición del par de electrodos de acuerdo con la Figura 5a, y La Figura 6 es una vista lateral de un purificador de agua.

Descripción de las realizaciones

En esta memoria descriptiva, el término "carcasa cilíndrica generalizada" significa el plano que forma un segmento de línea cuando pasa a lo largo de una curva cerrada. Ventajosamente, la carcasa cilíndrica generalizada se refiere a la carcasa de un cilindro con un fondo circular, es decir, la carcasa de un cilindro. Un ejemplo de una carcasa cilíndrica generalizada, que es simultáneamente una carcasa de un cilindro, es la sección longitudinal de una tubería con una sección transversal circular. Dicha dirección longitudinal se indica con el símbolo z0 en los dibujos.

En esta memoria descriptiva, el símbolo z1 significa la dirección hacia arriba. Durante el uso, la dirección longitudinal que se menciona anteriormente z0 puede orientarse esencialmente en la dirección vertical como se describe a continuación. La dirección transversal significa cualquier dirección perpendicular a la dirección longitudinal. Algunas direcciones transversales perpendiculares entre sí se indican con símbolos x y y. Por ejemplo, la dirección longitudinal puede significar la dirección longitudinal z0 o la dirección vertical z1.

El aparato de acuerdo con los ejemplos se denomina purificador de agua 10 o equipo 10 para la purificación de agua. El equipo 10 para la purificación de agua es un equipo que es adecuado para purificar agua. Un purificador de agua 10, además de ser adecuado para purificar agua, también se dispone para purificar agua.

Con referencia a las figuras 2a - 4b, un equipo para purificar agua comprende un cátodo 20 y un ánodo 30 como electrodos. El cátodo 20 es un electrodo que no se desgasta durante la electrólisis y el ánodo 30 es un electrodo que se desgasta durante la electrólisis. La electrólisis se proporciona mediante el uso de una fuente de potencia 50. La fuente de potencia 50 se dispone para proporcionar un voltaje primario V1 y un voltaje secundario V2, de los cuales el voltaje primario es mayor que el voltaje secundario (V1 > V2). Es posible que uno de estos voltajes (V1, V2) sea el potencial de tierra.

Dicho voltaje primario V1 se pasa al ánodo 30 a través de un primer cable eléctrico 52. Dicho voltaje secundario V2 se pasa al cátodo 20 por medio de un cable eléctrico secundario 54. Como resultado de una diferencia de voltaje, las reacciones de la célula que se conocen como tales comienzan en el par de electrodos (20, 30), específicamente en el espacio 25 entre ellos, como se describió anteriormente en el contexto de la técnica anterior. Como resultado de las reacciones, las impurezas suben a la parte superior en la parte interior 12 del purificador de agua como material de flóculos 90, desde donde pueden eliminarse, por ejemplo, a través de una abertura 83, como el extremo de una tubería de descarga 82 (Figuras 1 y 6). En consecuencia, el agua purificada puede eliminarse más abajo en el equipo a través de una tubería de descarga 84 para agua purificada.

El material de flóculos 90 puede eliminarse a través de la abertura 83 al menos cuando el flujo de agua purificada en la tubería 84 se restringe adecuadamente. Tal restricción puede realizarse con una válvula 85, por ejemplo. Ventajosamente, el flujo se restringe mediante el uso de al menos presión hidrostática de agua purificada.

En las Figuras 2a y 2b, el cátodo 20 tiene forma de placa. El ánodo 30 también tiene forma de placa. En la disposición que se muestra en las Figuras 2a y 2b, hay al menos dos cátodos y al menos dos ánodos. De manera correspondiente, el purificador de agua tiene al menos dos o al menos tres espacios 25 para purificar el agua. El plano de un electrodo en forma de placa define dos direcciones perpendiculares, de las cuales una puede denominarse la dirección longitudinal del electrodo. La longitud del electrodo en dicha dirección longitudinal puede ser menor que el ancho o puede ser mayor que el ancho. Dicha dirección longitudinal z0 se dispone ventajosa y esencialmente de manera vertical durante el uso del purificador de agua. Tal posicionamiento facilita el control del flujo de agua en el purificador de agua 10 y la recogida de material de flóculos en la parte superior del purificador de agua. La dirección longitudinal del electrodo 20, 30 es esencialmente vertical, cuando dicha dirección longitudinal z0 forma un ángulo de un máximo de 30 grados con la dirección vertical hacia arriba z1 (o dicho ángulo no se forma; es decir, es cero). Tal situación se muestra en la Figura 6. Ventajosamente, dicho ángulo es inferior a 10 grados o inferior a 5 grados. El cátodo 20 puede disponerse dentro de una carcasa exterior 11.

El agua para la purificación se dispone ventajosamente para que fluya desde la parte inferior hacia la parte superior, como en las Figuras 2a - 4b, o en otra dirección, como la dirección horizontal. No obstante, el material de flóculos se eleva esencialmente hacia arriba, posiblemente de manera ligera en la dirección horizontal junto con el flujo. Con respecto al suministro de un aditivo, es ventajoso que el agua para la purificación se disponga para fluir desde abajo hacia arriba.

El cátodo 20 comprende un material conductor de electricidad adecuado. Un material conductor de electricidad significa material cuya resistividad es como máximo 10-2 Qm a una temperatura de 20 °C. El cátodo puede componerse por dicho material. Más ventajosamente, la resistividad del material en cuestión es como máximo 10-5 Qm al menos en una dirección a esta temperatura; la dirección puede ser relevante, ya que el material puede ser anisotrópico. Ventajosamente, el cátodo 20 comprende al menos uno de los siguientes: acero, acero a prueba de ácidos, acero inoxidable y grafito. Más adecuadamente, el cátodo comprende acero, tal como acero a prueba de ácidos, ya que el tratamiento y la conexión a otras construcciones de tal material es fácil de llevar a cabo mediante soldadura o forzado, por ejemplo. Además, el acero es un material relativamente económico. El dimensionamiento del cátodo 20 puede seleccionarse según sea necesario. Por ejemplo, el cátodo 20 puede estar hecho de una placa con un grosor de entre 0,5 mm y 5 mm, tal como 1 mm - 3 mm, por ejemplo, aproximadamente 2 mm. La longitud del cátodo 20 puede seleccionarse según sea necesario. Por ejemplo, la longitud puede ser de al menos 30 cm - 5 m, 50 cm - 2 m o 75 cm - 1,5 m.

El ánodo 30 comprende un material conductor de electricidad. Ventajosamente, el ánodo 30 comprende tal material conductor de electricidad cuya resistividad es como máximo 10-2 Qm, más ventajosamente como máximo 10-5 Qm, a una temperatura de 20 °C. Específicamente, el material conductor de electricidad del cátodo 20 no está en contacto con el material conductor de electricidad del ánodo 30. En el par de electrodos (20, 30) que se forma por el ánodo 30 y el cátodo 20, queda un espacio 25 entre el ánodo 30 y el cátodo 20 en dicha dirección transversal. En el espacio 25, en primer lugar, dicha agua puede purificarse mediante electrólisis y, en segundo lugar, el agua puede transferirse en dicha dirección longitudinal z0 de abajo hacia arriba, por ejemplo. El espacio 25 hace que los materiales conductores de electricidad de los electrodos (20, 30) no estén en contacto galvánico entre sí. Por tanto, puede existir una diferencia de voltaje eléctrico V1-V2 (es decir, diferencia de potencial) entre ellos, mediante la cual opera la electrólisis que purifica el agua. Como se conoce, por ejemplo, de la patente FI115904B, el material que se usa típicamente como cátodo es más electronegativo que el material que se usa como ánodo.

El ánodo 30 puede ser esencialmente tan largo como el cátodo 20 o puede ser más corto que el cátodo. Más adecuadamente, la longitud del ánodo 30 está entre el 75 % y el 110 %, con mayor preferencia entre el 85 % y el 100 % de la longitud del cátodo 20.

En las Figuras 3a y 3b, el cátodo 20 tiene la forma de una carcasa cilíndrica generalizada, preferentemente un cilindro. Esta realización del purificador de agua se propone en la Solicitud de patente finlandesa FI20150258 y en la solicitud PCT correspondiente, que aún no estaban publicadas en el momento de la preparación de esta solicitud. La superficie exterior de un componente con forma de capa cilíndrica generalizada comprende en cada uno de sus puntos un vector z0 orientado en la misma dirección longitudinal z0 del cátodo 20. Por tanto, el cátodo tiene la forma de un perfil que se extiende en su dirección longitudinal z0, cuya sección transversal en el plano perpendicular hacia la dirección longitudinal forma una curva cerrada (o un camino cerrado sin final), preferentemente un círculo. La dirección longitudinal z0 es ventajosa y esencialmente vertical durante el uso, de la manera descrita anteriormente.

En esta realización, el cátodo 20 tiene preferentemente la forma de un cilindro, o una carcasa de un cilindro con un fondo circular. Esto facilita la fabricación del cátodo 20. El cátodo 20 puede fabricarse a partir de una tubería con un grosor de pared de entre 0,5 mm y 5 mm, tal como 1 mm - 3 mm, tal como aproximadamente 2 mm. El diámetro exterior de dicha tubería puede oscilar, por ejemplo, entre 50 mm y 150 mm, tal como 60 mm - 100 mm, tal como aproximadamente 75 mm. La longitud del cátodo 20 puede seleccionarse según sea necesario. Más adecuadamente, la longitud es mayor que el diámetro. Por ejemplo, la longitud puede ser de al menos 30 cm - 5 m, 50 cm - 2 m o 75 cm - 1,5 m.

El ánodo 30 también tiene la forma de una carcasa cilíndrica generalizada, preferentemente un cilindro. En las Figuras 3a y 3b, el ánodo 30 permanece dentro de dicho cátodo 20 en la dirección perpendicular transversal a dicha dirección longitudinal z0. La dirección transversal significa cualquier dirección perpendicular a la dirección longitudinal z0. La dirección longitudinal del ánodo es esencialmente la misma que la dirección longitudinal z0 del cátodo. Este es el caso cuando el cátodo 30 no está en contacto con el ánodo 20 aunque esté dentro de él. Ventajosamente, el cátodo 20 tiene forma de cilindro, el ánodo 30 tiene forma de cilindro y tiene un diámetro menor, y las direcciones longitudinales y los ejes centrales longitudinales de estos cilindros son los mismos.

Para evitar un flujo de agua dentro del ánodo 30, el soporte 40 para el ánodo es sólido en una realización. Una realización comprende un tapón 44 o equivalente, con el que se evita el flujo de agua al interior del soporte del ánodo 40 (véase la Figura 3b).

En lo que respecta a la purificación del agua, no es relevante si el ánodo 30 permanece dentro del cátodo 20 o el cátodo 20 dentro del ánodo 30 en la dirección transversal perpendicular hacia la dirección longitudinal z0. En cambio, esta disposición puede ser relevante de otra manera, por ejemplo, con respecto al mantenimiento del equipo 10, como se describe en la solicitud. FI20150258. Si el purificador de agua 10 comprende más de un par de electrodos, como en las Figuras 5a y 5b, el ánodo puede ser el electrodo más interno en algunos de ellos y el cátodo puede ser el electrodo más interno en otros. En las Figuras 5a y 5b, solo se muestran los cátodos 20a, 20b, 20 y un ánodo permanece dentro de cada uno de estos en estas realizaciones (no se muestra en las Figuras 5a y 5b).

Ventajosamente, el ánodo 30 tiene una sección transversal similar a la del cátodo 20, más ventajosamente un cilindro. El diámetro exterior del ánodo 30 se selecciona de forma adecuada teniendo en cuenta el diámetro interior del cátodo 20 y el ancho d del espacio 25 que queda entre los electrodos, que se describirá con más detalle a continuación. A medida que el ánodo 30 se desgasta durante el uso, puede tener un cierto grosor en la dirección transversal antes del uso, tal como entre 5 mm y 35 mm, con mayor preferencia entre 10 mm y 25 mm, tal como aproximadamente 20 mm.

Con referencia a las Figuras 1 - 6, el purificador de agua 10 comprende ventajosamente una carcasa exterior 11, que limita la parte interior 12 del purificador de agua. La carcasa exterior 11 no es absolutamente necesaria; sin embargo, mejora la seguridad eléctrica del purificador de agua. En la Figura 6, los pares de electrodos que quedan en la parte interior 12 se ilustran mediante el uso de los números de referencia 20a, 20b y 20c.

Como el ánodo 30 debe reemplazarse de vez en cuando, es ventajoso que el ánodo 30 sea fácil de reemplazar. Por lo tanto, el purificador de agua 10 de las Figuras 3a - 4b comprende un soporte 40 que se extiende en dicha dirección longitudinal z0 (véanse las figuras 3b y 4b), de las cuales al menos una parte se dispone dentro del ánodo 30 en dicha dirección transversal. Ventajosamente, el soporte se extiende en dirección longitudinal z0 a lo largo de todo el ánodo 30 dentro del electrodo; es decir, dentro del ánodo 30 en dicha dirección transversal. Con esto, se logra el beneficio de que el ánodo 30 puede levantarse desde la parte superior del soporte 40, aunque el ánodo 30 estaría compuesto por partes separadas. Dispuestos en la parte inferior del soporte del ánodo 40, existen medios para sostener el ánodo 30 en su parte inferior hacia arriba en dicha dirección vertical z1. En las Figuras 3a - 4b, que se disponen en la parte inferior del soporte del ánodo 40, hay una primera proyección 42 que se extiende en la dirección transversal desde el marco del soporte del ánodo 40, tal como una primera brida 42, una barra 42 o una cruz que se forma por dos barras transversales. La primera proyección 42 se dispone para soportar el ánodo 30 en su parte inferior hacia arriba en dicha dirección vertical z1. De acuerdo con el dibujo, la primera brida 42 se dispone para soportar el ánodo 30 debajo de ella, hacia arriba en dicha dirección vertical z1. En consecuencia, el ánodo 30 puede reemplazarse, por ejemplo, al levantarlo mediante el uso del soporte del ánodo 40 y al reemplazar el ánodo 30 o sus partes. En una realización, el soporte del ánodo 40 comprende medios 41 para sujetar un dispositivo de elevación, tal como un eslabón o un gancho 41, mediante el cual pueden levantarse el soporte 40 y el ánodo 30. Como se describirá a continuación, el ánodo 30 comprende preferentemente al menos dos partes; por lo tanto, el levantamiento del ánodo 30 podría no tener éxito sin dicho soporte 40. La elevación por la parte superior solo elevaría las piezas que se conectan de forma fija y sólida al punto de elevación. El efecto del soporte 40 propuesto es que una z1 fuerza hacia arriba puede aplicarse fácilmente al ánodo 30, debajo de él o en su parte inferior (como la parte separada más baja) para levantar el ánodo 30.

Dado que diferentes materiales de ánodo eliminan diferentes impurezas del agua, en las soluciones de la técnica anterior es necesario usar al menos dos purificadores de agua diferentes sucesivamente (es decir, en cascada), mediante el uso de diferentes materiales en los ánodos. Tal disposición es bastante grande.

En las realizaciones que se muestran en las Figuras 3a - 4b, el ánodo 30 comprende al menos un primer material de ánodo 32 y un segundo material de ánodo 34. El primer 32 y segundo 34 material de ánodo son diferentes entre sí. Por tanto, es posible purificar varios tipos de impurezas con un solo ánodo 30. El ánodo 20 puede comprender naturalmente también un tercer material de ánodo e incluso más materiales de ánodo de acuerdo con se prefiera. Específicamente, el ánodo 30 comprende tanto el primer material de ánodo 32 como el segundo material de ánodo 34 en su superficie exterior; sobre la de sus superficies exteriores que apunta hacia el cátodo. Así, ambos materiales de ánodo 32, 34 están en contacto con el agua que corre en el espacio 25, y la electrólisis que purifica el agua tiene lugar efectuada por ambos materiales de ánodo 32, 34.

Específicamente, de acuerdo con las Figuras 3b y 4b, el ánodo 30 comprende una primera área 32'o primeras áreas (32a, 32b) que comprenden un primer material de ánodo 32, y una segunda área 34' o segundas áreas (34a, 34b) que comprenden un segundo material de ánodo 34. Además, dicha primera área 32' se separa de dicha segunda área 34'; en otras palabras, las áreas no comprenden la misma parte de la superficie exterior del ánodo 30 que apunta hacia el cátodo 20. Dicha primera área o primeras áreas pueden consistir en dicho primer material de ánodo 32. Dicha segunda área o segundas áreas pueden consistir en dicho primer material de ánodo 34. Los materiales de ánodo adecuados incluyen metales multivalentes, excluyendo el mercurio y cualquier otro metal que esté en forma líquida a temperaturas de funcionamiento normales. Con temperaturas de funcionamiento normales, las temperaturas oscilan entre 0 °C ... 95 °C, más típicamente entre 10 °C ... 55 °C.

En ciertos aspectos, puede utilizarse uno de los siguientes como primer material de ánodo: aluminio (Al), hierro (Fe), magnesio (Mg), carbono (C), cromo (Cr), cobre (Cu), manganeso (Mn), estaño (Sn), plomo (Pb) y bismuto (Bi). Como segundo material de ánodo, cuando se usa, puede usarse otro material adecuado que se incluye en esta lista. De acuerdo con la invención, el primer material de ánodo comprende aluminio (Al) y el segundo material de ánodo comprende hierro (Fe). De acuerdo con la invención, se usa aluminio (Al) como primer material de ánodo y hierro (Fe) como segundo material de ánodo.

Ventajosamente, el primer material de ánodo 32 y el segundo material de ánodo 34 se disponen en el ánodo 30 posteriormente en dicha dirección longitudinal z0, donde el agua para la purificación fluye en el espacio 25 junto al primer 32 y el segundo 34 material de ánodo. Por tanto, el agua que se va a purificar durante el procedimiento de purificación está en contacto tanto con el primer 32 como con el segundo 34 material de ánodo. En las Figuras 3b y 4b, el agua para la purificación fluye primero al lado del segundo material de ánodo 34, después de lo cual el agua para la purificación fluye al lado del primer material de ánodo 32. Se ha observado que cuando el primer material de ánodo comprende aluminio (Al) y el segundo material de ánodo comprende hierro (Fe), la parte del ánodo 30 que contiene hierro (34', 34a, 34b) se dispone en el lado aguas arriba en la dirección del flujo de agua para la purificación con respecto a la parte (32', 32a, 32b) del ánodo 20 que contiene aluminio. Dado que la dirección del flujo de agua en las Figuras 3b y 4b es de abajo hacia arriba, el electrodo de hierro 34 se dispone debajo del electrodo de aluminio 32 en la dirección de la altura. Se ha demostrado que una disposición de este tipo proporciona un buen resultado de purificación. Además, dado que el electrodo de hierro es el primer electrodo que entra en contacto con el agua, su desgaste aumenta. No obstante, el hierro es menos caro que el aluminio, por lo que esta disposición de electrodos también contribuye a mantener bajos los costes operativos.

Dispuestos entre el primer 32 y el segundo 34 material de ánodo, puede haber picos o equivalentes para conducir la electricidad entre diferentes materiales de ánodo. Por tanto, varias partes del ánodo tienen el mismo voltaje eléctrico. Sin embargo, se ha observado que, en una configuración de este tipo, los electrodos se desgastan normalmente de forma desigual, lo que aumenta la necesidad de mantenimiento.

Con referencia a las Figuras 4a y 4b, si el ánodo 30 comprende más de un material de ánodo, se aplica ventajosamente un voltaje diferente a diferentes materiales. Por ejemplo, cuando el ánodo 30 comprende un primer 32 y un segundo 34 material de ánodo, se aplica un primer voltaje primario V1a al primer material de ánodo 32 y se aplica un segundo voltaje primario V1b que se desvía del primer voltaje primario V1a al segundo material de ánodo 34 (es decir, V1a t V1b). Tanto el primer voltaje primario V1a como el segundo voltaje primario V1b son más altos que el voltaje secundario V2. La diferencia de voltaje (V1a-V2) que se crea por el primer voltaje primario puede desviarse de la diferencia de voltaje (V1b-V2) que se crea por el segundo voltaje primario, por ejemplo, al menos en un 5 %, al menos en un 10 % o al menos en un 20 %.

El material eléctricamente aislante 36 se dispone entre el primer 32 y el segundo 34 material de ánodo para poder mantener una diferencia de voltaje. Material eléctricamente aislante significa material cuya resistividad es de al menos 1 Qm a una temperatura de 20 °C. Por ejemplo, con referencia a las Figuras 4a y 4b, puede aplicarse un voltaje mutuamente igual (V1a, V1c, V1a = V1c) a las partes 32a, 32b del ánodo 30 que comprenden el primer material de electrodo 32 y un voltaje mutuamente igual (V1b, V1d, V1b = V1d) puede aplicarse a las partes 34a, 34b del ánodo 30 que comprende el segundo material de electrodo 34 de tal manera que un voltaje que se aplica al primer material de ánodo 32 sea diferente del que se aplica al segundo material de ánodo 34 (V1a t V1b; por ejemplo, de la forma descrita anteriormente).

En consecuencia, el equipo comprende una disposición de la fuente de potencia 50, que se dispone para generar un voltaje, tal como potencial de tierra, para el cátodo 20; dicho primer voltaje primario V1a y dicho segundo voltaje primario V1b. Además, el equipo 10 comprende un primer cable de potencia 52a para aplicar el primer voltaje primario V1a al área del ánodo (32', 32a), que comprende el primer material de ánodo 32. Además, el equipo 10 comprende un segundo cable de potencia 52b para aplicar el segundo voltaje primario V1b al área del ánodo (34', 34a), que comprende el segundo material 34 del ánodo.

Cuando se usa el purificador de agua, el primer material de ánodo 32 se consume en una primera cantidad m1 por unidad de volumen de agua para la purificación y el segundo material de ánodo 34 se consume en una segunda cantidad m2 de por unidad de volumen de agua para la purificación. La cantidad (m1, m2) significa aquí la masa consumida (en gramos, por ejemplo) o el grosor consumido (en milímetros, por ejemplo). Además, el consumo depende naturalmente de la cantidad de agua para la purificación. Por ejemplo, los materiales de electrodo pueden consumirse en una cantidad que varía entre aproximadamente 5 g y 100 g por metro cúbico para la purificación, en función de la necesidad de purificación. A su vez, la necesidad de purificación se influencia por la preselección, entre otras cosas.

Los voltajes (V1a, V1b) se controlan ventajosamente de tal manera que dicha primera cantidad m1 esté en el mismo orden de magnitud con o aproximadamente igual a la segunda cantidad m2. Más específicamente, los voltajes (V1a, V1b) se controlan ventajosamente de tal manera que la relación (m1/m2) de la primera cantidad mi a la segunda cantidad m2 esté entre 0,1 y 10, con mayor preferencia entre 0,25 y 4, y con la máxima preferencia entre 0,5 y 2. Cuando el ánodo tiene solo dos partes, esto es ventajosamente válido para la cantidad referida a la masa. Si el ánodo tiene más partes, estos valores se refieren ventajosamente al desgaste total de la masa de diferentes materiales. En otras palabras, los voltajes pueden controlarse de tal manera que ambos materiales se consuman en una cantidad que es del mismo orden de magnitud en total para diferentes partes del electrodo en el sentido que se menciona anteriormente. Por ejemplo, las partes 32a y 32b pueden consumir aluminio en total, por ejemplo, en una cantidad de m1 y las partes 34a y 34 pueden consumir hierro en total, por ejemplo, en una cantidad de m2. Cuando los voltajes se controlan de esta manera, el primer voltaje primario V1a se aplica típicamente al primer material de ánodo 32 y el segundo voltaje primario V1b que se desvía del primer voltaje primario V1a se aplica al segundo material de ánodo 34 (es decir, V1a t V1b). En este caso, normalmente se asegura una purificación suficiente. Con referencia a las Figuras 4a y 4b, si el ánodo 30 comprende al menos dos áreas (32a, 32b) que están eléctricamente aisladas entre sí, ambas comprenden el primer material de ánodo 32, voltajes mutuamente diferentes (V1a, V1c, donde V1c t V1a) puede aplicarse a las diferentes áreas 32a, 32b para optimizar la purificación del agua y/o el desgaste de las partes de los electrodos. Si el ánodo comprende al menos dos áreas eléctricas (34a, 34b) que están eléctricamente aisladas entre sí, ambas comprenden el segundo material de ánodo 34, voltajes mutuamente diferentes (V1b, V1d, donde V1b t V1d) puede aplicarse a las diferentes áreas 34a, 34b para optimizar la purificación del agua y/o el desgaste de las partes de los electrodos. Por ejemplo, en las últimas partes del par de electrodos en la dirección del flujo de agua, puede aplicarse un voltaje menor que el que se aplica a las primeras partes en la dirección del flujo de agua, pues el agua ya se ha purificado parcialmente en las partes posteriores. Este tipo de control puede asegurar adicionalmente que el desgaste de los electrodos en las diferentes áreas (32a, 32b, 34a, 34b) sea relativamente uniforme en el sentido descrito anteriormente.

La figura 4a muestra una disposición de la fuente de potencia 50, que comprende una o más fuentes de potencia. La disposición de la fuente de potencia 50 se dispone adicionalmente para formar un tercer voltaje primario V1c y un cuarto voltaje primario V1d. Además, el equipo 10 comprende un tercer cable de potencia 52c para aplicar el tercer voltaje primario V1c al área del ánodo 32' que comprende el primer material de ánodo 32, a una parte 32b que ha sido aislada de dicha área 32a. Además, el equipo 10 comprende un cuarto cable de potencia 52d para aplicar el cuarto voltaje primario V1c al área del ánodo 34' que comprende el segundo material de ánodo 34, a una parte 34b que ha sido aislada de dicha área 34a.

Cuando se usa el equipo 10, el primer material de ánodo 32 se consume en una cantidad de una primera cantidad primaria m11 por unidad de volumen de agua en la primera área primaria 32a y en una cantidad de una primera cantidad secundaria m21 en la primera área secundaria 32b. Además, el primer material de ánodo 34 se consume en una cantidad de una segunda cantidad primaria m12 por unidad de volumen de agua en la segunda área primaria 34a y en una cantidad de una segunda cantidad secundaria m22 en la segunda área secundaria 32b. Como arriba, la cantidad puede referirse a masa o grosor.

Los voltajes (V1a, V1b, V1c, V1d) se controlan ventajosamente de tal manera que dichas cantidades m11, m21, m12 y m22 estén en el mismo orden de magnitud o sean aproximadamente iguales. Más precisamente, los voltajes (V1a, V1b, V1c, V1d) se controlan ventajosamente de tal manera que la relación del menor de los siguientes: m11, m12, m21, m22 con el mayor de los siguientes: m11, m12, m21, m22 está entre 0,1 y 1, con mayor preferencia entre 0,25 y 1, y con la máxima preferencia entre 0,5 y 1. En concreto, cuando el consumo se refiere a un cambio de grosor, el consumo uniforme asegura un desgaste uniforme de las diferentes partes del electrodo.

Ventajosamente, el primer material de ánodo 32 se dispone en el ánodo 30 como uno o más anillos cilíndricos y el segundo material de ánodo 34 se dispone en el ánodo 30 como uno o más anillos cilíndricos. Los anillos cilíndricos que se mencionan en la Figura 3b se apilan uno encima del otro para formar el ánodo 30 de tal manera que el primer material de ánodo 32 toca el segundo material de ánodo 34 en la dirección longitudinal z0. Los anillos cilindricos que se mencionan en la Figura 4b se apilan uno encima del otro para formar el ánodo 30 de tal manera que el aislamiento eléctrico 36 permanece entre dichos anillos cilindricos. Ventajosamente, el anillo fabricado con el primer material de ánodo 32 permanece entre dos anillos fabricados con el segundo material de ánodo 34 en la dirección longitudinal z0. Dichos anillos pueden ser igualmente altos o sus alturas pueden variarse de acuerdo con el agua para la purificación y/o el control de voltajes.

Cuando las partes del ánodo se aíslan eléctricamente entre sí por medio del aislamiento 36, el ánodo comprende al menos dos partes que se aíslan eléctricamente entre sí. En una realización, el ánodo comprende al menos tres partes que se aíslan eléctricamente entre sí. En una realización, el ánodo comprende al menos cuatro partes (exactamente cuatro en las Figuras 3b y 4b) que se aíslan eléctricamente entre sí.

El ancho d del espacio 25 se adapta de acuerdo con la aplicación. El ancho d del espacio 25 puede depender del punto de observación, por ejemplo, si los electrodos 20, 30 no son completamente paralelos y/o tienen una forma completamente igual. El punto de observación significa aquí (a) un punto en el plano del ánodo 30 que mira hacia el cátodo 20, o (b) un punto en el plano del cátodo 20 que mira hacia el ánodo 30. Tal punto de observación limita el espacio 25. Cuando se ve desde este punto de observación, el ancho d del espacio 25 significa que

- (a, cuando el punto de observación está en la superficie del ánodo 30) la distancia transversal más corta al cátodo 20, es decir, a su superficie interna, o

- (b, cuando el punto de observación está en la superficie del cátodo 20) la distancia transversal más corta al ánodo 30, es decir, a su superficie exterior.

Normalmente, dicha distancia más corta se orienta desde dicho punto de observación a la dirección de la normal de la superficie del punto de observación.

Por un lado, el ancho adecuado d del espacio 25 se limita por la composición del agua sucia. Normalmente, el agua sucia se filtra previamente mediante el uso de al menos una criba 70 o equivalente. Lo más típico es que el tamaño de la malla sea de aproximadamente 8 mm en dicho cribado. Con un ancho de espacio d ligeramente mayor que éste, el funcionamiento también se asegura en los casos en que el agua para la purificación contenga impurezas de este tamaño. El purificador de agua 10 puede comprender dicha criba 70 (Figura 5). Un tamaño de malla más pequeño antes de la purificación basada en electroflotación reduce la necesidad de purificación eléctrica. Ventajosamente, el tamaño de la malla puede ser menor, como 2 mm o 5 mm. También es posible utilizar cribas de varios tamaños sucesivamente de tal manera que el tamaño de la malla disminuya en la dirección del flujo.

En algunas realizaciones, el ancho d del espacio 25, al menos en algunos de los puntos de observación que se mencionan anteriormente, es de al menos 2 mm, al menos 5 mm, al menos 8 mm o al menos 10 mm. En algunas realizaciones, el ancho d del espacio 25, en todos los puntos de observación que se mencionan anteriormente, es de al menos 2 mm, al menos 5 mm, al menos 8 mm o al menos 10 mm. En algunas realizaciones, el ancho promedio d del espacio 25, calculado sobre todos los puntos de observación, es de al menos 2 mm, al menos 5 mm, al menos 8 mm o al menos 10 mm. Si el purificador de agua comprende una criba cuyos orificios tienen un tamaño de malla, el ancho d del espacio 25 puede ser al menos igual a dicho tamaño de malla en todos los puntos de observación que se mencionan anteriormente. Con tal dimensionamiento, se evita el bloqueo del espacio 25, aunque el agua a purificar contendría incluso grandes partículas de impurezas.

Por otro lado, el ancho adecuado del espacio 25 se limita por el voltaje de funcionamiento. El espacio 25 debe ser lo suficientemente estrecho para que puedan usarse voltajes de funcionamiento bajos y se eviten potencias eléctricas elevadas. Además, un voltaje de funcionamiento bajo es ventajoso en términos de seguridad operativa.

En algunas realizaciones, el ancho d del espacio 25, en todos los puntos de observación que se mencionan anteriormente, es como máximo 25 mm, como máximo 20 mm o como máximo 15 mm. En algunas realizaciones, el ancho media d del espacio 25, calculado sobre todos los puntos de observación que se mencionan anteriormente, es como máximo 25 mm, como máximo 20 mm o como máximo 15 mm. Anchos ventajosos para el espacio 25 son aquellos en los que el ancho promedio del espacio, calculado sobre todos los puntos de observación que se mencionan anteriormente, está entre 2 mm y 25 mm, por ejemplo, entre 5 mm y 20 mm, de manera especialmente ventajosa entre 8 mm y 15 mm. mm. Entre los anchos ventajosos también se incluyen aquellos en los que el ancho d del espacio en todos los puntos de observación está entre 2 mm y 25 mm, por ejemplo, entre 5 mm y 20 mm, de forma especialmente ventajosa entre 8 mm y 15 mm.

La magnitud de la diferencia de voltaje requerida V1-V2 puede depender de la necesidad de purificación. La capacidad de purificación también se influencia por la magnitud de la corriente eléctrica que pasa a través de los electrodos, que naturalmente depende de la diferencia de voltaje. La magnitud de la necesidad de purificación depende, entre otras cosas, del flujo de agua para la purificación (magnitud del flujo, por ejemplo, m3/h) a través del equipo 10. Por lo tanto, el purificador de agua 10 comprende medios 56 (véase las Figuras 1 y 5), tales como una bomba 56a y/o una válvula 56b, para controlar el flujo de agua para la purificación (es decir, magnitud del flujo). Puede usarse la bomba 56a, si la presión del agua para la purificación no es suficiente para proporcionar un flujo adecuado. Si, por otro lado, la presión del agua para la purificación es alta, el flujo puede restringirse con la válvula 56b, por ejemplo. Además, es posible usar una bomba 56a ligeramente sobredimensionada y restringir el flujo con la válvula 56b.

Dicha fuente de potencia 50 o disposición de la fuente de potencia 50 se dispone para proporcionar voltajes V1 (tales como V1a, V1b, V1c y V1d) y V2, o el voltaje de funcionamiento V1-V2 del par de electrodos (20, 30) (o voltajes de funcionamiento V1a-V2 y V1b-V2; o V1a-V2, V1b-V2, V1c-V2 y V1d-V2). En una realización, dicha fuente de potencia 50 se dispone para producir dicho voltaje primario V1, que es más alto que dicho voltaje secundario V2 en 1 V - 200 V, tal como 2 V - 100 V. A medida que el ánodo 30 se desgasta, el ancho d del espacio 25 aumenta ligeramente. Debido a esto, puede ser necesario aumentar el voltaje de funcionamiento V1-V2 durante el uso. En una realización, la fuente de potencia 50 se dispone para aumentar la diferencia de voltaje (V1-V2) entre los electrodos 20, 30 durante la purificación de agua. Un aumento en la diferencia de voltaje puede controlarse mediante una unidad de control 60, por ejemplo (véanse las Figuras 2a, 3a, 4a).

Se ha observado que un campo eléctrico suficientemente fuerte en el par de electrodos (20, 30) sobre el espacio 25 provoca la muerte de microbios, como virus y bacterias en el agua para la purificación. Además, la corriente eléctrica también desintegra otras sustancias nocivas, como medicamentos y hormonas, cuyos residuos a menudo se encuentran en las aguas residuales municipales. Se ha observado que en algunos casos la diferencia de voltaje suficiente para este propósito es de aproximadamente 1 V/m (o más). Se ha observado que en algunos casos la intensidad del campo eléctrico suficiente para este propósito (o la diferencia de voltaje (V1-V2) dividida por el ancho d del espacio 25 es aproximadamente 100 V/m (o más); es decir, por ejemplo, 1 V, si el ancho d del espacio 25 es de 10 mm. Aquí, el ancho d del espacio se refiere al ancho promedio d del espacio calculado sobre todos los puntos de observación. Cuando las aguas residuales municipales, por ejemplo, se han procesado con dicho campo eléctrico, los microorganismos activos u otras sustancias nocivas no aparecerán en el material de flóculos 90 (Figuras 1 y 5). Más ventajosamente, la intensidad del campo eléctrico es 200 V/m - 20 kV/m, tal como 300 V/m - 15 kV/m. Además, o alternativamente, la diferencia de voltaje VI-V2 está ventajosamente entre 1,5 V y 100 V, por ejemplo, entre 2 V y 50 V. Si hay más de un voltaje diferente V1a, V1b, dicho voltaje y la intensidad del campo eléctrico se aplican a al menos una parte del par de electrodos; ventajosamente, dicho voltaje e intensidad del campo eléctrico se aplican a todas las partes del par de electrodos.

Dado que el material de flóculos se desinfecta de esta manera, puede usarse como acondicionador del suelo, por ejemplo. Se ha observado que dicho material de flóculos comprende una gran cantidad de nitrógeno y/o fósforo, entre otros, los cuales, a su vez, funcionan bien como acondicionadores del suelo. Las cantidades de nitrógeno y/o fósforo pueden incluso ser tales que no sea necesario diluir el material de flóculos cuando se usa como acondicionador de suelos. Por lo tanto, el material de flóculos puede mezclarse con material que sea más pobre en contenido de nitrógeno y/o fósforo, como la turba, antes de usarlo para acondicionar el suelo. Alternativamente, puede usarse material de flóculos para fabricar un acondicionador de suelo, en cuyo caso puede usarse un acondicionador de suelo fabricado a partir de este material de flóculos en una etapa posterior. El material de flóculos puede mezclarse con material más pobre en nitrógeno y/o contenido de fósforo en una proporción de masa de 1:50 -1:1, tal como en una proporción de masa de 1:20 - 1:4. Por lo tanto, la concentración de material de flóculos (porcentaje en masa, luego m/m) en un acondicionador de suelo listo para usar puede variar, por ejemplo, entre 2 m/m y 50 m/m, como entre 5 m/m y 25 m/m. Dicho material más pobre en nutrientes puede comprender al menos uno de los siguientes: tierra, turba, arena y arcilla.

Puede usarse agua purificada, de acuerdo con la Figura 6, para lavar los electrodos 20, 30. Por ejemplo, pueden haberse dispuesto aberturas transversales en el electrodo exterior para su limpieza. Por tanto, puede bombearse agua desde la parte interior 12 del purificador de agua a los espacios 25 a través de dichas aberturas en los electrodos para lavar los electrodos. En la Figura 6, dicha bomba y una tubería correspondiente se ilustran mediante el uso de los números de referencia 58 y 57 respectivamente. Por ejemplo, con una pequeña diferencia de presión, es posible evitar que el agua fluya en una dirección incorrecta a través de las aberturas del electrodo exterior. De acuerdo con la preferencia, también puede usarse un recipiente para agua purificada para asegurar la suficiencia de agua purificada para el propósito de limpieza que se menciona anteriormente.

Alternativamente, la bomba 58 puede usarse para recircular agua purificada a través de los espacios 25. Mediante el uso de un flujo que es notablemente mayor que durante la purificación de agua normal, los electrodos (20, 30) pueden lavarse de esta manera con agua purificada. Esto se ilustra en la Figura 5, donde puede transportarse agua purificada a lo largo de la tubería 59 hacia los espacios 25 de los pares de electrodos. De acuerdo con la preferencia, también puede usarse un recipiente para agua purificada para asegurar la suficiencia de agua purificada para el propósito de limpieza que se menciona anteriormente.

Al limpiar el par de electrodos (20, 30) de vez en cuando se asegura que el resultado de la purificación sea suficiente. Esto, a su vez, contribuye a mantener un bajo consumo de aditivo y/o electricidad.

Además, el purificador de agua 10 puede comprender una válvula 72 para drenar el agua del purificador de agua 10. Al abrir la válvula 72 es posible eliminar la materia pesada que se acumula en la parte inferior del equipo. Esta materia pesada puede provenir de un electrodo en disolución, por ejemplo. En una realización, el purificador de agua 10 se drena a intervalos.

Con referencia a las Figuras 1 y 6, en la invención, se suministra un aditivo que mejora la formación de flóculos al agua purificada o al agua para la purificación. Con esto, se consigue que el agua se depure de forma más eficaz que sin aditivo. De manera correspondiente, el purificador de agua 10 comprende medios 65 para suministrar un aditivo al agua para la purificación o para el agua purificada. En la Figura 1, se suministra un aditivo al agua para la purificación (es decir, en la dirección del flujo en el lado aguas arriba en relación con el par de electrodos). En la Figura 6, se suministra un aditivo al agua purificada con el equipo 10 (es decir, en la dirección del flujo en el lado aguas abajo en relación con el par de electrodos). Los medios 65 pueden comprender, por ejemplo, un recipiente 64 y una bomba 66. Como aditivo, puede usarse un agente que mejore la formación de flóculos; por ejemplo, para aumentar su tendencia a formar flóculos. Esto mejora el procedimiento de purificación de tal manera que la demanda de electricidad disminuye y el desgaste del ánodo se reduce en comparación con una situación sin aditivo.

El aditivo puede comprender un polímero. El aditivo puede comprender un polímero soluble en agua. El aditivo puede comprender poliacrilamida (PAM). La poliacrilamida seca puede usarse como aditivo. Por ejemplo, dicho agente se conoce con la marca comercial Superfloc®. La carga de poliacrilamida puede ser catiónica, aniónica o neutra.

Se ha observado que la cantidad requerida de aditivo depende de su punto de suministro. Ventajosamente, el aditivo se suministra, de acuerdo con la figura 6, en la dirección del flujo de agua para la purificación, después del par de electrodos 20, 30. Ventajosamente, el aditivo se suministra, de acuerdo con la figura 6, en dirección vertical, por encima del par de electrodos 20, 30. Por tanto, la dirección vertical de los electrodos es esencialmente vertical en el sentido descrito anteriormente, y el agua para la purificación se transporta al espacio 25 desde abajo.

También se ha observado que la cantidad requerida de aditivo depende de su procedimiento de suministro. Ventajosamente, el aditivo se suministra como una solución acuosa. Con referencia a la Figura 1, el aditivo se suministra ventajosamente disuelto en agua purificada. En la Figura 1, se lleva agua purificada a un recipiente 64 a lo largo de un canal 68. El suministro de un aditivo al recipiente 64 se ilustra con la flecha 69. Con referencia a la Figura 6, lo más ventajoso es suministrar un aditivo disuelto en agua que ha sido purificada con el mismo equipo 10, que se usa para purificar agua y al que se suministra el aditivo como una solución acuosa. En la figura 6, el agua purificada con el equipo 10 se transporta a lo largo del canal 68 hasta el recipiente 64, donde se mezcla con él una cantidad adecuada de dicho aditivo. Cuando se añade al recipiente 64, el aditivo puede secarse. El suministro del aditivo se ilustra con la flecha 69. La solución acuosa que se forma en el recipiente 64 se introduce en agua purificada o en agua para la purificación (preferentemente en agua purificada). La solución acuosa que se forma en el recipiente 64 se suministra al equipo 10, desde donde se transporta agua al recipiente 64.

Se ha observado que, en las disposiciones y procedimientos de purificación de este tipo, es suficiente una cantidad bastante pequeña de aditivo, como por lo menos 1 g medido como materia seca por cada metro cúbico de agua para la purificación. Una cantidad adecuada de aditivo medida como materia seca de aditivo es inferior a 50 g por cada metro cúbico de agua para la purificación, como 5 g - 49 g por cada metro cúbico de agua para la purificación y, por ejemplo, 10 g - 40 g por cada metro cúbico de agua para la purificación.

Por ejemplo, puede mezclarse un aditivo seco en el recipiente 64 con agua purificada, tal como con agua purificada con el equipo 10, en una cantidad de 100 g - 20 kg por cada metro cúbico de agua que se lleve al recipiente 64. Además, esta solución puede mezclarse con agua para la purificación (Figura 1) o con agua purificada (Figura 6) de tal forma que la cantidad de aditivo usado en el procedimiento se mantenga dentro de los límites que antes mencionan. La bomba 66 puede usarse para ajustar la cantidad de solución de aditivo suministrada.

Con referencia a las Figuras 1 y 2, un purificador de agua de acuerdo con una realización comprende una unidad de control 60, que se dispone para controlar al menos uno, preferentemente todos los siguientes: (a) dichos medios 56 para controlar el flujo de agua para la purificación, (b) una disposición de la fuente de potencia 50, y/o (c) una bomba 66 para suministrar una solución de aditivo. Al controlar la disposición de la fuente de potencia 50, es posible controlar el voltaje de funcionamiento V1-V2, como los voltajes de funcionamiento (V2, V1a, V1b), tales como los voltajes de funcionamiento (V2, V1a, V1b, V1c, V1d).

En función de la necesidad de purificación y la clase de tamaño, el purificador de agua 10 puede comprender solo un par de electrodos (20, 30), como en las Figuras 3a - 4b, o más de un par de electrodos, como en la Figura 2. Los pares de electrodos de acuerdo con las Figuras 3a - 4b pueden disponerse varios en paralelo para aumentar la capacidad de purificación.

Se ha observado que la separación del material de flóculos 90 del agua purificada toma algún tiempo. Con referencia a la Figura 6, el material de flóculos se separa ventajosamente del agua purificada de tal manera que en el equipo, en un punto h1 en la dirección vertical, se permite que el agua del que no se haya separado el material de flóculos fluya hacia arriba dentro del equipo 10, y en el mismo punto h1 en la dirección vertical pero en un punto diferente en la dirección horizontal, se permite que el agua del cual se haya separado el material de flóculos fluya hacia abajo dentro del equipo 10. Por ejemplo, en la tubería interior 82b que se representa en la Figura 6, a la altura h1, una mezcla de agua purificada y material de flóculos fluye hacia arriba. De manera correspondiente, dentro de la carcasa exterior 82a pero fuera de la tubería interior 82b, a la altura h1, fluye hacia abajo agua purificada, de la que se ha eliminado el material de flóculos.

Ventajosamente, el equipo 10 se dimensiona de tal manera que el flujo de agua purificada desde el borde superior del par de electrodos 20, 30 hasta el punto en el que se extrae el agua purificada del equipo (por ejemplo, el punto en el que la tubería de descarga 84 de agua purificada se conecta al equipo 10) toma al menos 3 segundos, como 5 s - 200 s, con mayor preferencia 6 s - 30 s, como 8 s - 15 s, como aproximadamente 10 s. Esto también asegura un tiempo de exposición suficiente para que el aditivo forme flóculos.

Como se describió anteriormente, el purificador de agua 10 puede usarse, por ejemplo, en la industria minera, en la industria del papel o para la purificación de aguas residuales municipales. El purificador de agua 10 es particularmente adecuado para la purificación de aguas residuales municipales. Una disposición comprende un edificio residencial y un purificador de agua 10 de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas.

También se ha observado que el material de flóculos que se produce particularmente durante la purificación de aguas residuales municipales tiene un uso económicamente viable como acondicionador de suelos y/o para fabricar un acondicionador de suelos, como se describió anteriormente. El uso de material de flóculos para el acondicionamiento del suelo es un procedimiento para mejorar el suelo. El uso de material de flóculos para fabricar un acondicionador de suelos es un procedimiento de fabricación de un acondicionador de suelos. En tal procedimiento, el material de flóculos que se fabrica al purificar aguas residuales municipales mediante el uso de cualquiera de los procedimientos descritos anteriormente para fabricar material de flóculos 90 se recibe (por ejemplo, mediante la compra). Además, el suelo se mejora con material de flóculos 90, o se fabrica un acondicionador de suelo mediante el uso de material de flóculos 90. Opcionalmente, el material de flóculos 90 se fabrica en tal procedimiento al purificar aguas residuales municipales mediante el uso de cualquiera de los procedimientos descritos anteriormente. Además, el suelo se mejora con material de flóculos 90 o se fabrica un acondicionador de suelo mediante el uso de material de flóculos 90. Es posible purificar el agua, durante la cual se produce el material de flóculos 90, y utilizar al menos parte del material de flóculos para uso propio para el acondicionamiento del suelo y/o vender al menos parte del material de flóculos a otra parte. Es posible fabricar el primer material de flóculos por sí mismo, comprar una cantidad adicional (es decir, recibir) de otro material de flóculos y mejorar el suelo tanto con el primer como con el segundo material de flóculos, o producir un acondicionador de suelo a partir de estos materiales de flóculos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de purificación de agua con un purificador de agua (10) mediante electroflotación, en el que

- el purificador de agua (10) comprende un ánodo (30) y un cátodo (20) como electrodos de tal forma que

. queda un espacio (25) entre el ánodo (30) y el cátodo (20),

. el ánodo (30) comprende un primer material de ánodo (32) y un segundo material de ánodo (34), y . se dispone material eléctricamente aislante (36) entre el primer material de ánodo (32) y el segundo material de ánodo (34), en cuyo procedimiento

- el agua para la purificación se conduce al espacio (25), donde el agua para la purificación fluye en el espacio (25) al lado del primer (32) y del segundo material de ánodo (34),

- se aplica un voltaje secundario (V2) al cátodo (20), y

- se aplica un primer voltaje primario (V1a) al primer material de ánodo (32), caracterizado porque - el primer material de ánodo (32) es aluminio y dicho segundo material de ánodo (34) es hierro, y porque

- en el ánodo (30), el aluminio se dispone en el lado aguas abajo con respecto al hierro, estando el lado de aguas abajo en la dirección del flujo de agua para la purificación,

- un segundo voltaje primario (V1b), que no es igual al primer voltaje primario (V1a), se aplica al segundo material de ánodo (34), y

- cuyo primer (V1a) y segundo (V1b) voltajes primarios son más altos que el voltaje secundario (V2), y

- se introduce en el agua un aditivo que mejora la formación de flóculos en una cantidad de al menos 1 g y menos de 50 g, medidos como materia seca, por cada metro cúbico de agua para la purificación.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

- el aditivo comprende un polímero, tal como un polímero soluble en agua, tal como poliacrilamida, por ejemplo, poliacrilamida catiónica, aniónica o neutra.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que

- el voltaje primario (V1) y el voltaje secundario (V2) crean una diferencia de voltaje (V1-V2) y un campo eléctrico sobre el espacio (25), y

- la diferencia de voltaje (V1-V2) es de al menos 1 V o la intensidad del campo eléctrico ((V1-V2)/d) es de al menos 100 V/m; ventajosamente

- la intensidad de dicho campo eléctrico es de 100 V/m - 20 kV/m, o el voltaje es de 1 V - 100 V.

4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que

- dichos voltajes (V1a, V1b) se controlan de tal manera que

- el primer material de ánodo (32) se consume en una primera cantidad (m1) por unidad de volumen de agua para la purificación,

- el segundo material de ánodo (34) se consume en una segunda cantidad (m2) por unidad de volumen de agua para la purificación, y

- la relación (m1/m2) entre la primera cantidad (m1) y la segunda cantidad (m2) está entre 0,1 - 10, preferentemente entre 0,25 - 4, y con mayor preferencia entre 0,5 - 2.

5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que

- se purifican las aguas residuales municipales,

- se recoge el material de flóculos (90) que se produce de esta manera, y

- se mejora el suelo o se fabrica un acondicionador de suelo mediante el uso del material de flóculos (90).

6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que

- dicho aditivo se suministra como solución acuosa;

ventajosamente

- se mezcla un aditivo seco con agua limpia para formar dicha solución acuosa;

más ventajosamente

- se mezcla un aditivo seco con agua purificada con dicho purificador de agua (10) para formar dicha solución acuosa.

7. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que

- dicho aditivo se suministra a un punto situado después del cátodo (30) en la dirección del flujo de agua purificada; por ejemplo,

- se suministra un aditivo a una ubicación que es más alta que la parte superior del cátodo (30).