MXPA00008333A - Metodo y aparato para la electrocoagulacion de liquidos - Google Patents

Metodo y aparato para la electrocoagulacion de liquidos

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MXPA00008333A
MXPA00008333A MXPA/A/2000/008333A MXPA00008333A MXPA00008333A MX PA00008333 A MXPA00008333 A MX PA00008333A MX PA00008333 A MXPA00008333 A MX PA00008333A MX PA00008333 A MXPA00008333 A MX PA00008333A
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Wade Powell Scott
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Wade Powell Scott
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Abstract

Un dispositivo de tratamiento de electrocoagulación incluye una pluralidad de placas de reacción espaciadas dispuestas dentro de una cámara de reacción. Un voltaje es aplicado a unas placas de reacción seleccionadas para crear un campo eléctrico dentro de la cámara de electrocoagulación. Las placas están dispuestas verticalmente con respecto a la cámara, lo cual induce un flujo vertical de líquido a través de un dispositivo. Se deja que los gases formados en el proceso de electrocoagulación asciendan hasta la parte superior de la línea de líquido y pueden ser desahogados a la atmósfera. Los sólidos que precipitan hacia fuera de la corriente de líquido son llevados por la corriente de líquido a una separación secundaria. Cualesquiera sólidos remanentes pueden ser removidos como cieno a través de un desagüe en la parte inferior -del dispositivo. Una cubierta de espuma es provista para aislar de la humedad las conexiones eléctricas de las placas. La cubierta superior es provista para aislar la cámara para fines de seguridad. El dispositivo puede ser elaborado como una unidad industrial grande, una unidad portátil o una unidad adaptada para ser usada dentro del hogar. El dispositivo puede ser operado en un ambiente de presión controlada, eliminando asíla necesidad de una bomba cuando la corriente de líquido ya estápresurizada. El voltaje y el amperaje del campo eléctrico dentro de la cámara de reacción pueden ser ajustados según sea necesario poniendo unas placas de reacción seleccionadas en contacto eléctrico con la fuente de voltaje. El voltaje de línea de entrada propiamente dicho puede ser mantenido en una constante, lo cual elimina la necesidad de un transformador separado. Las placas de reacción son fácilmente removidas desde la cámara de reacción y pueden ser reemplazadas individualmente o como un juego.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA A ELECTROCOAGULACIÓN DE LÍQUIDOS CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a un método y aparato para tratar un líquido y, de modo particular, a un método y aparato para la electrocoagulación de líquidos mediante tratamiento electrolítico para causar que las impurezas en el líquido sean removidas o puedan ser separadas.
ANTECEDENTES DEL ARTE Se conoce en el arte el tratamiento electrolítico de líquidos para permitir la separación de un amplio rango de contaminantes, incluyendo metales, sólidos, patógenos, coloides y otras sustancias indeseables. El tratamiento electrolítico involucra el uso de un campo eléctrico que es aplicado a un líquido contenido en una cámara con el fin de coagular y de ese modo permitir la remoción de impurezas encontradas en el líquido. Un ejemplo de un dispositivo y método del arte anterior para tratamiento electrolítico es descrito en la Publicación PCT NO WO 9640591. De acuerdo con esta invención, una corriente de desecho es pasada en primer lugar a través de un medio de polarización que tiene un potencial eléctrico que es diferente del potencial a tierra, y entonces pasada a través de una cámara de electrocoagulación que incluye una pluralidad de electrodos alargados o cuchillas de electrocoagulación que tienen diferentes potenciales eléctricos comparados unos con otros. Una pluralidad de agujeros son provistos en los electrodos para causar turbulencia en la corriente de desecho lo cual, a su vez, aumenta la eficiencia de la electrocoagulación. Aunque este dispositivo puede ser adecuado para su propósito proyectado, una desventaja de este dispositivo es que la trayectoria de flujo tortuosa de la corriente de desecho a medida que pasa a través del dispositivo requiere que los electrodos o cuchillas de electrocoagulación tengan una alta resistencia para soportar la presión de agua elevada que debe ser usada con el fin de evitar que la corriente de desecho se atore. Debido a que las cuchillas de estos dispositivos tienen que ser significativas en tamaño y resistencia, un número limitado de las mismas puede ser usado en un volumen especificado, lo cual reduce el área superficial efectiva disponible para el tratamiento de electrocoagulación. Adicionalmente, estas cuchillas de coagulación requieren unos voltajes, de línea de entrada superiores con el fin de obtener el amperaje deseado entre las cuchillas en el campo eléctrico, debido a que su área superficial está limitada por la presión elevada. Unas placas más pequeñas pueden soportar unas presiones superiores, pero la capacidad de mantener un amperaje deseado es sacrificada debido a que el área superficial de cuchilla disponible dentro de un dispositivo de electrocoagulación está directamente relacionada con el amperaje que puede ser mantenido. Adicionalmente, la trayectoria tortuosa también causa problemas debido a los gases atrapados producidos por la reacción electrolítica en la cámara, lo cual aumenta adicionalmente la presión sobre las cuchillas. Por consiguiente, una bomba de gran potencia debe ser usada para superar la tendencia natural de la corriente de desecho a atascarse dentro de la cámara. Esta publicación PCT abarca la misma materia que se describe en las Patentes de EE.UU. Nos. 5.611.907 de Herbst et al . y 5.423.962 de Herbst, y adicionalmente incluye una materia no encontrada en estas otras patentes. Otros ejemplos de dispositivos de tratamiento electrolítico son descritos en la Patente de EE.UU. NI 4.293.400 de Liggett y la Patente de EE.UU. NI 4.872.959 de Herbst et al. Estos dispositivos utilizan electrodos en la forma de tubos o tuberías de metal pero requieren un gran esfuerzo en la reparación o reemplazo de los tubos. Esta cantidad de tiempo de paralización es inaceptable para muchas aplicaciones comerciales. La Patente de EE.UU. NO 5.043.050 de Herbst describe unos electrodos planos usados dentro de una cámara de coagulación; sin embargo, con el fin de que el aparato de esta invención sea usado, los bordes de la cámara de coagulación deben estar herméticamente sellados. Después de largos períodos de uso, los sellos son difíciles de mantener.
La Patente de EE.UU. NO 3.925.176 de Okert describe el uso de una pluralidad de placas de electrodo para el tratamiento electrolítico de líquidos. Sin embargo, estas placas no están destinadas a ser removidas como un todo o individualmente. Adicionalmente, el dispositivo descrito en esta referencia no puede ser energizado en una conexión eléctrica en serie, lo cual es conveniente en muchas circunstancias . La Patente de EE.UU. NO 5.302.273 de Kemmerer describe un dispositivo de reacción iónica que incluye una envoltura tubular con múltiples placas de electrodo circulares para el tratamiento de un fluido. Debido a la trayectoria tortuosa utilizada en la cámara ' de reacción de este dispositivo, se requieren unas presiones elevadas para mover el líquido a través del dispositivo, y el dispositivo parece susceptible a atascamiento y excesiva acumulación de gases. Una desventaja de todas las referencias del arte anterior precedentes es que no hay medio por el cual transformar el voltaje de línea de entrada al voltaje y amperaje necesarios para optimizar el tratamiento de electrocoagulación sin tener que usar un transformador separado. En otras palabras, las cámaras de electrocoagulación propiamente dichas no tienen la capacidad de transformar el voltaje de línea de entrada a un voltaje y amperaje deseados dentro del -campo eléctrico del dispositivo de electrocoagulación.
Otra desventaja del arte anterior que utiliza una trayectoria de flujo tortuosa es que los electrodos o cuchillas de electrocoagulación requieren que unos agujeros de precisión sean cortados para permitir que unas empaquetaduras sean apernadas entre las cuchillas con el fin de soportar la presión creada por la trayectoria tortuosa. Adicionalmente, las cuchillas tienen que ser cortadas a láser con extrema precisión con el fin de mantener la trayectoria deseada exacta. La desviación desde una trayectoria predeterminada puede resultar en atascamiento debido a acumulación de sólidos coagulados que forman un puente entre cuchillas mal alineadas. Estos requerimientos de fabricación se suman ampliamente al costo de construir un dispositivo de electrocoagulación. Otra desventaja del arte anterior, que incluye muchas de aquéllas discutidas anteriormente, es que las cuchillas no son fácilmente removibles para reemplazo o limpieza. Particularmente para aquellas cámaras que utilizan una trayectoria tortuosa, se requiere un gran número de pernos y empaquetaduras para mantenerlas en alineación. Por consiguiente, estas piezas de ferretería deben ser removidas con el fin de reemplazar las cuchillas . Cada una de las desventajas precedentes son superadas por el aparato y método de esta invención. Adicionalmente, el aparato y método de esta invención logra otras ventajas discutidas de manera más completa más adelante.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para la electrocoagulación de líquidos. En su forma más simple, el dispositivo o aparato incluye una envoltura que define una cámara de reacción, y una pluralidad de placas/cuchillas de reacción espaciadas que están orientadas en una posición vertical dentro de la cámara de reacción. Una entrada es provista para permitir un flujo deseado de líquido a la cámara de reacción y a las brechas o espacios entre las cuchillas. Una salida es provista a una elevación superior respecto a la entrada y corriente abajo de la misma para permitir que el líquido fluya desde la cámara después de que el líquido ha sido tratado en la cámara. Unas cuchillas seleccionadas se conectan a unos conductores eléctricos que llevan un voltaje de línea de entrada. Un campo eléctrico es creado en la cámara entre las cuchillas conectadas eléctricamente. Los conductores eléctricos pueden estar unidos a unas cuchillas seleccionadas con el fin de proporcionar a la cámara de reacción el voltaje y amperaje deseados para optimizar la electrocoagulación del líquido particular. La capacidad de variar el voltaje y amperaje dentro del campo eléctrico de la cámara puede ser lograda sin el uso de un transformador separado. El flujo de la corriente de líquido es en una dirección ascendente a través de la cámara de reacción en las brechas entre las placas/cuchillas. Por consiguiente, la salida está situada en un nivel superior por encima de la entrada. Una bomba puede estar colocada corriente arriba de la entrada con el fin de proporcionar una carga adicional para el flujo de líquido que pasa a través del aparato. Una serie de prefiltros u otros medios de preacondicionamiento pueden ser colocados en línea con la bomba y también corriente arriba de la entrada con el fin de remover sólidos u otros materiales que de otro modo pueden obstruir la cámara de reacción. Una unidad de control rectifica el voltaje de línea de CA de entrada a un voltaje de CD. Unos conductores eléctricos interconectan las cuchillas al voltaje de CD puesto a la disposición por la unidad de control. Además de rectificar el voltaje de línea de entrada, la unidad de control puede incorporar varias otras funciones que ayudan a controlar el aparato, tales como un medio para controlar la velocidad de la bomba y un voltímetro y amperímetro para monitorear las condiciones dentro de la cámara. Sin embargo, la unidad de control no necesita un transformador, ya que las conexiones eléctricas efectuadas con las cuchillas permiten que el voltaje y amperaje deseados en las mismas sean ajustados, como se discute adicionalmente más adelante. Adicionalmente, la unidad de control puede tener la forma de un controlador lógico programable que no solamente podría monitorear las entradas de condición de estado, sino también producir unas salidas para controlar el proceso de electrocoagulación. Por ejemplo, la polaridad del voltaje #de los conductores eléctricos que se extienden desde la unidad de control puede ser invertida en base a una secuencia de sincronización controlada por el controlador. Como un ejemplo adicional, la unidad de control puede medir la tasa de flujo de la corriente de líquido y ajustaría de conformidad manipulando la velocidad de la bomba, o ajustando la tasa de flujo a través de una válvula situada corriente arriba de la entrada. Después de que la corriente de líquido ha sido tratada de manera electrolítica, la corriente de líquido puede ser pasada a través de una cámara de desarrollo y/o a través de un tratamiento de separación secundaria con el fin de remover la mayor parte de los contaminantes que aún permanecen en la corriente de líquido. La intención del dispositivo de electrocoagulación de esta invención es remover la mayor parte de los contaminantes en un tratamiento de separación secundaria. Aunque algunos contaminantes abandonarán la corriente de líquido hacia la parte inferior de la cámara de reacción, es conveniente tratar el líquido dentro de la cámara de reacción y entonces por fuerza de la corriente de líquido, mover los contaminantes hacia un punto de tratamiento de separación secundaria corriente abajo. Si se permitiera que la mayor parte de los contaminantes sedimentara desde la corriente de líquido dentro de la cámara de reacción, entonces la cámara de reacción tendría que ser limpiada y atendida con más frecuencia. El tratamiento de separación secundaria puede, ser logrado con varios dispositivos colocados corriente abajo de la cámara de reacción. Por ejemplo, la separación secundaria puede ser lograda con clarificadores, filtros, separadores centrífugos, o centrífugas. Cada uno de estos dispositivos puede ser usado dentro de la separación secundaria como se menciona en la presente, o uno cualquiera o una combinación de estos dispositivos puede ser usado dependiendo del tipo de corriente de líquido tratada. De^ acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para electrocoagulación por tratamiento electrolítico de una corriente de líquido. El método puede incluir los pasos de hacer pasar la corriente de líquido a través de un prefiltro y una bomba, y entonces a través de la cámara de reacción en una dirección de flujo ascendente. El método contempla adicionalmente los pasos de hacer pasar la corriente de líquido a través de una salida de la cámara de reacción y entonces a través de una cámara de desarrollo y/o separación secundaria. Unos aditivos pueden ser introducidos a la corriente de líquido con el fin de apuntar a la electrocoagulación de un contaminante específico. Las cámaras de electrocoagulación en todas las realizaciones tienen la capacidad de transformar la energía del voltaje de línea de entrada rectificado al voltaje y amperaje en el campo eléctrico dentro de la cámara de reacción para optimizar el tratamiento de electrocoagulación. Estas cámaras de electrocoagulación transformadoras permiten por lo tanto que el mismo suministro de energía proporcionado a la cámara de electrocoagulación sea usado sobre un amplio rango de los voltajes de línea de entrada. Por consiguiente, no se requiere un transformador separado, lo cual proporciona un ahorro grande en el costo de implementación de un dispositivo de electrocoagulación. También, la capacidad de transformar el voltaje de rejilla de energía o voltaje de línea de entrada permite que la invención sea usada en muchos países que tienen diferentes voltajes de línea o rejilla de energía standard. De acuerdo con otro aspecto de la invención, la cámara puede ser operada bajo un vacío. Mediante la operación bajo un vacío, el gas creado por el proceso de electrocoagulación será removido de la cámara más rápidamente. Adicionalmente, el uso de un vacío sobre la cámara reducirá la cantidad de aire disuelto dentro de la corriente de líquido. Hay circunstancias en las cuales el aire arrastrado impide el proceso de electrocoagulación, dependiendo del tipo de líquido tratado y los contaminantes a ser removidos. Adicionalmente, someter a la corriente de líquido a un vacío también permite que los gases beneficiosos sean disueltos más eficientemente en la corriente de líquido antes o después de la coagulación. Por ejemplo, sí la cantidad de oxígeno disuelto en la corriente de líquido necesita ser aumentada, la corriente de líquido se puede hacer pasar a través de un vacío para remover el aire disuelto, entonces se puede añadir oxígeno u ozono de regreso a la corriente de líquido a través de un venturi. Como otro ejemplo, se podría añadir dióxido de carbono para disminuir el pH de la corriente de líquido o se puede usar amoníaco de la misma forma para aumentar el pH de la corriente de líquido. Aunque se puede utilizar un vacío, el aparato puede ser operado a presión atmosférica. Otro beneficio de operar la cámara bajo un vacío es la remoción de compuestos y gases volatilizados que normalmente permanecerían en la corriente de líquido bajo condiciones de presión ambiental superior. De acuerdo con otro aspecto de la invención, un vacío puede ser aplicado al aparato de esta invención mediante una caperuza de vacío que es colocada sobre la cámara de reacción o, alternativamente, la cámara de reacción entera puede ser colocada dentro de un recipiente sellado o recipiente a presión que se comunica con una fuente de vacío. Si se usa un recipiente a presión, no solamente se puede aplicar un vacío, sino que la cámara puede ser mantenida en un estado presurizado. Una cámara de reacción presurizada seria ventajosa en situaciones en las cuales el aparato es colocado en línea con una fuente de agua municipal que ya está bajo presión. Por consiguiente, no se requeriría una bomba u otro medio de presión externo para mover la corriente de líquido a través del dispositivo. En otro aspecto de la invención, el amperaje y voltaje dentro de la cámara pueden ser ajustados colocando una cuchilla o protección no conductiva entre cuchillas conectadas eléctricamente. Tal cuchilla o protección no conductiva puede ser elaborada a partir de plástico o PVC y puede ser removida o añadida a la cámara de la misma manera que las cuchillas conductivas. El voltaje y amperaj e . dentro del campo eléctrico pueden ser también modificados ajustando el área superficial de una cuchilla conectada eléctricamente en contacto con la corriente de líquido. Esto es logrado simplemente elevando o bajando una cuchilla eléctricamente conectada en la corriente de líquido. Así, la --cantidad de área superficial de cuchilla expuesta está directamente relacionada con el amperaje que transferirá en el campo eléctrico y a través de la corriente de líquido. En otro aspecto de la invención, la turbulencia de la corriente de líquido puede ser aumentada proporcionando un hidrociclón o una bomba del tipo de diafragma corriente arriba de la cámara de reacción. La turbulencia aumenta la eficiencia del proceso electrolítico. La turbulencia también puede ser aumentada inyectando aire a la corriente de líquido corriente arriba de la entrada de la cámara de reacción. De acuerdo con una primera realización preferida, el dispositivo de esta invención puede ser configurado para ser usado en el hogar. Alternativamente, el tamaño de la primera realización puede ser aumentado a una mayor escala en una segunda realización para manejar unos usos de un tipo más industrial que requieren mayores cantidades de líquido tratado. En una tercera realización preferida, el aparato de esta invención puede ser modificado a una escala mucho más pequeña para uso portátil. En una cuarta realización preferida, el aparato de esta invención puede ser incorporado dentro de un recipiente a presión que es capaz de presupzar o despresurizar el ambiente en el cual tiene lugar el tratamiento electrolítico. La tercera realización difiere de las otras realizaciones en que no ocurre flujo a través del dispositivo. En cambio, una cantidad estática de líquido es tratada y entonces removida para consumo. Para cada una de las realizaciones de esta invención, las cámaras de electrocoagulación no utilizan una trayectoria de flujo tortuosa. La eliminación de una trayectoria de flujo tortuosa de la corriente de líquido permite que se usen unas cuchillas más delgadas debido a que la presión dentro de la cámara es menor. El uso de cuchillas más delgadas permite que un número aumentado de cuchillas sean usadas dentro de una cámara. Al aumentar el número de cuchillas dentro de la cámara, el área superficial de las cuchillas en contacto con la corriente de líquido es aumentada, lo cual mejora el tratamiento electrolítico de la corriente de líquido. En otras palabras, las reacciones químicas que tienen lugar dentro de la cámara ocurren sobre las superficies de las cuchillas; por lo tanto, el aumento del número de cuchillas dentro de un volumen establecido asegura que un tratamiento electrolítico más grande tenga lugar. También, debido a que no hay una trayectoria de flujo tortuosa, los gases que son producidos en el proceso electrolítico no crearán bolsas de aire que de otro modo podrían distorsionar las cuchillas y la cámara, y aumentar la presión requerida para bombear una corriente de líquido constante a través de la cámara. La trayectoria de flujo simple entre las cuchillas desde la parte inferior hasta la superior de la cámara permite que los gases creados por el proceso electrolítico se eleven como burbujas, como resultado de su flotabilidad natural, las cuales pueden entonces escapar libremente a la atmósfera o ser arrastradas hacía afuera por una fuente de vacío. También, las burbujas se mueven en la dirección del flujo de líquido, lo cual previene adicionalmente la obstrucción y reduce la cantidad de presión necesaria para mover el líquido a través del dispositivo. Debido a que el área superficial total de las cuchillas dentro de la cámara es aumentada, la unidad de electrocoagulación puede ser operada a un consumo de energía mínimo. En general, el tratamiento de electrocoagulación depende del amperaje en el campo eléctrico que está en contacto con la corriente de líquido. Si el voltaje es mantenido dentro del campo eléctrico a un nivel de umbral mayor de 2 voltios, tendrá lugar la reacción electrolítica en la cual los iones de metal provenientes de las cuchillas son añadidos a la corriente de liquido causando que las cuchillas se consuman con el tiempo. El voltaje dentro del campo eléctrico usualmente es solamente una preocupación si no puede ser mantenido por encima del nivel de 2 voltios. El área superficial total de las cuchillas dentro de las cámaras de cada una de las realizaciones es aumentada lo suficiente para mantener el mínimo umbral de 2 voltios mientras que también se mantiene el amperaje necesario para un tratamiento efectivo. En otras palabras, el aparato de esta invención puede ser operado a unos voltajes menores que en el arte anterior, lo cual resulta en un consumo-de energía reducido. Hay una relación directa entre el voltaje que puede ser mantenido en el campo eléctrico para un amperaje dado en base al área superficial disponible. Un área superficial aumentada permite que un amperaje especificado sea mantenido a un voltaje menor. Por ejemplo, si se requería 1 amperio para efectuar el tratamiento del líquido y, si las áreas superficiales más grandes de las cuchillas de esta invención permiten que 1 amperio sea mantenido a 2 voltios, entonces la energía usada es solamente 2 vatios. Si una cuchilla del arte anterior que tiene un área superficial más pequeña, digamos diez veces, requiere un voltaje de 20 voltios para mantener 1 amperio, entonces el consumo de energía aumentaría a 20 vatios. Tal como se discutió anteriormente, el área superficial disponible en el dispositivo de esta invención es mucho mayor que en muchas cuchillas del arte anterior. Típicamente, las cuchillas del arte anterior requieren fabricación de precisión y, por lo tanto, son costosas de elaborar. Adicionalmente, estas cuchillas del arte anterior tenían que ser mantenidas en un tamaño mínimo con el fin de soportar la presión dentro de la cámara de reacción. La superación de esta limitación de tamaño no puede ser resuelta simplemente haciendo a las cuchillas más gruesas, ya que esto a su vez disminuiría el área superficial de cuchilla disponible dentro de la cámara de reacción. Hacer a las cuchillas del arte anterior más grandes o más anchas sin aumentar el espesor requeriría menos presión en la cámara de reacción, lo cual podría resultar en obstrucción masiva o interrupción completa del flujo. Por consiguiente, el tamaño de tales cuchillas del arte anterior tenía que ser mantenido en un mínimo. El aparato de esta invención es capaz de tratar muchos tipos de líquidos incluyendo, sin limitación, agua, aceite y anticongelante . Las ventajas discutidas precedentes junto con otras se harán evidentes a partir de una revisión de la descripción que sigue en conjunto con las figuras correspondientes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo de electrocoagulación de esta invención, con una porción de la pared lateral separada, de acuerdo con una primera realización; la Figura 2 es una vista en perspectiva fragmentaria, similar a la Figura 1, pero ilustrando adicionalmente el interior de la cámara de reacción, y una cubierta superior removible; la Figura 3 es una vista plana superior de la Figura 1 con todas las placas de reacción removidas excepto por una placa, con fines de claridad; la Figura 4 es un diagrama de bloque del aparato de esta invención ilustrando los componentes principales de acuerdo con una realización genérica; la Figura 5 es una vista en perspectiva a escala muy reducida de una segunda realización de la invención que puede ser usada para una producción de alto volumen en ambientes industriales ; la Figura 6 es una vista en perspectiva con las partes separadas de una tercera realización de la invención en la forma de una unidad portátil o de viaje; la Figura 7 es una vista en perspectiva de unas placas o cuchillas de reacción que pueden ser removidas y reemplazadas como una sola unidad; la Figura 8 es una vista plana fragmentaria muy agrandada de un par de placas de reacción que están fijadas dentro de espaciadores correspondientes dentro de la cámara de reacción; la Figura 9 es una vista en perspectiva fragmentaria de una cuarta realización de la invención que utiliza un recinto sellado o recipiente a presión para mantener una presión o vacío deseado dentro de la cámara de reacción; la Figura 10 es una vista en perspectiva fragmentaria de una cámara de reacción genérica y un ejemplo de la forma en que unas placas de reacción seleccionadas puede ser conectadas a un voltaje de línea rectificado de entrada para producir un voltaje y amperaje deseados dentro del campo eléctrico de la cámara de reacción; y la Figura 11 es otra vista en perspectiva fragmentaria de una cámara de reacción genérica con placas de reacción que están conectadas al voltaje de línea de entrada en una configuración diferente con el fin de proporcionar un voltaje y amperaje diferentes dentro del campo eléctrico de la cámara de reacción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 ilustra un dispositivo de electrocoagulación 10 de acuerdo con la primera realización de la invención. Esta realización particular es representativa del tipo de dispositivo que puede ser usado para el tratamiento de agua en el hogar. El dispositivo 10 incluye una cámara de reacción 12 definida por paredes laterales 14. Una base de recolección de desechos 16 está conectada a la envoltura de cámara 12 por la brida superior 18 de la cámara de reacción 12 y por una brida inferior hermanable correspondiente 20 de la base 16. Una cámara de recolección o cámara de desarrollo 22 está dispuesta por encima de la cámara de reacción 12. Como se muestra, la cámara de recolección 22 es más amplia y más profunda que la cámara de reacción 12, pero es más corta en altura. La cámara de recolección 22 es definida por una pluralidad de paredes laterales 24 y una pared inferior 36, como se muestra en la Figura 3 , que se une directamente a las paredes laterales 14. Una pluralidad de placas o cuchillas de reacción 26 están dispuestas dentro de la cámara de reacción 12. Como se muestra, las placas de reacción 26 se extienden verticalmente dentro de la cámara de reacción y están colocadas lado a lado de modo que hay pequeñas brechas entre caras opuestas de cada una de las placas. Unas placas de reacción 26 seleccionadas pueden tener unas lengüetas de placa integrales 27 que se extienden por encima de las paredes laterales 24. Aunque la Figura 1 muestra a cada una de las placas de reacción 26 como teniendo una lengüeta de placa correspondiente, quedará entendido que solamente se necesitan unas placas de reacción seleccionadas con lengüetas de placa correspondientes 27, como se discute adicionalmente más adelante. Un tubo de entrada 28 permite que la corriente de líquido entre al dispositivo 10 cerca de la parte inferior del mismo. Un tubo o tubería de salida 32 es provisto en la porción superior del dispositivo 10. Tal como se muestra en la Figura 3, el tubo de salida 32 es asegurado a la abertura de salida 34 que es formada en la pared inferior 36. Por consiguiente, el flujo de líquido a través del dispositivo es hacia arriba a través de las brechas entre las placas 26, sobre el borde superior 37 de las paredes laterales 14 y a la cámara de recolección 22. La corriente de líquido sale entonces a través del tubo de salida 32. A medida que el proceso electrolítico tiene lugar, puede ser necesario remover algunos sólidos o cieno que precipitan hacia afuera de la corriente de líquido y que no son llevados por la corriente de líquido hacia afuera de la cámara de reacción. Por consiguiente, la base 16 incluye un desagüe 38 para remover estos materiales así como para proporcionar un medio para drenar el líquido con el fin de limpiar o dar servicio a la cámara de reacción. La corriente de líquido que entra al dispositivo a través del tubo de entrada 28 puede ser distribuida regularmente entre las placas de reacción 26 por una pluralidad de aberturas 29 que están dispuestas a lo largo de la porción del tubo 28 dentro de la cámara de reacción. Tal como se muestra en la Figura 2, una cubierta superior opcional 42 puede ser provista para prevenir el acceso directo a la cámara de reacción. Dependiendo del amperaje dentro de la cámara de reacción, la cubierta superior actúa como un dispositivo de seguridad para prevenir que alguna persona se ponga en contacto inadvertidamente con las placas de reacción o la corriente de líquido. Adicionalmente, una cubierta de espuma 40 en la forma de un pedazo plano de Styrofoam" u otro material apropiado puede ser primero colocada sobre las placas de reacción con aberturas para permitir que las lengüetas de placa 27 sobresalgan a través de las mismas. La cubierta superior 42 también puede tener una abertura continua o una pluralidad de ranuras 46 con el fin de permitir que las lengüetas de reacción sobresalgan a través de las mismas. Un tubo de extracción de espuma 44 es también provisto para permitir que la espuma sea extraída del dispositivo durante la operación. Tal como se observa mejor en las Figuras 2, 3 y 8, un juego de espaciadores superiores 47 y un juego de espaciadores inferiores 48 son provistos como guías para la ubicación apropiada de las placas de reacción 26. La Figura 3 ilustra todas las cuchillas/placas 26 estando removidas excepto por una placa con el fin de visualizar mejor el interior de la cámara de reacción. Tal como se observa en la Figura 8, los espaciadores 47 y 48 son simplemente guías ranuradas que permiten que los extremos 49 de las placas de reacción sean fijados en las mismas. Los espaciadores son elaborados a partir de un material no conductivo. Las guías ranuradas aseguran que algún espaciamiento G sea mantenido entre las placas. Tal como se muestra en la Figura 8, las placas son sustancialmente paralelas entre sí. En la presente invención, la presión de líquido que es experimentada por las placas de reacción 26 es mínima en comparación con la mayoría de los dispositivos del arte anterior. Ya que el dispositivo puede ser desahogado a la atmósfera, los gases que son producidos en el proceso electrolítico no añaden presión a la presión de liquido producida por la corriente de líquido. Tales gases se forman como burbujas y se elevan dentro del líquido por flotabilidad. Las burbujas crean espuma que puede ser fácilmente removida. Por lo tanto, la resistencia de las cuchillas no es una consideración significativa y se pueden usar metales más puros en las cuchillas, los cuales pueden no tener unas características de resistencia elevada en comparación con las aleaciones. Adicionalmente, ya que las placas de reacción operan en un ambiente de presión inferior, su vida es extendida ya que las placas no se separarán prematuramente debido a la presión excesiva. Tal como se discutió anteriormente, ya que las cuchillas también pueden ser hechas más delgadas, un mayor número de placas puede ser usado dentro de un volumen dado. Por consiguiente, el número de brechas entre las cuchillas es aumentado lo cual a su vez aumenta el área de exposición de la corriente de líquido al tratamiento electrolítico. Con el fin de remover las placas de reacción 26, éstas pueden ser simplemente levantadas hacia arriba y afuera de la cámara de reacción a lo largo de los espaciadores 47 y 48. Los espaciadores 47 y 48 proporcionan un medio simple por el cual las placas pueden ser fijadas y reemplazadas sin ferretería adicional excesiva que de otro modo podría hacer más difícil el reemplazo de las placas.
Con el fin de facilitar mejor el desalojo de burbujas de aire que son creadas durante el proceso electrolítico, la cámara de reacción puede ser equipada con un dispositivo que emite una frecuencia sónica o de radio. Este dispositivo (no mostrado) podría ser simplemente unido a las paredes laterales 14 y comunicándose con el interior de la cámara de reacción. Tal como se muestra en la Figura 4 , un aparato genérico de esta invención es provisto en formato de diagrama de bloques para ilustrar los componentes principales, y también para ilustrar mejor el método de la invención. El líquido no tratado 51 puede ser bombeado por la bomba 53 a la entrada 28, o el líquido tratado puede ser añadido directamente a la cámara de reacción 12 si ya está bajo presión, como es el caso del agua municipal. El líquido no tratado 51 puede ser también pasado a través de un prefiltro 52 para remover los sólidos. La corriente de líquido entra a la cámara de reacción 12 y experimenta un tratamiento electrolítico. Una unidad de control 54 proporciona un voltaje de línea rectificado a las placas de reacción mediante conductores eléctricos 56. Los conductores eléctricos 56 se unen a las lengüetas de placa seleccionadas 27. La corriente de líquido sale por la salida 32 y puede ser pasada a través de una cámara de desarrollo 60. Una línea de reciclaje 58 puede ser usada para reintroducir una porción deseada de la corriente de líquido para tratamiento adicional. En el caso de la primera realización de las Figuras 1-3, la cámara de desarrollo 60 tiene la forma de la cámara de recolección 22 que permite que la espuma producida por los gases ascendentes sea removida. En otras realizaciones, la cámara de desarrollo 60 proporciona una oportunidad adicional para que la corriente de líquido sea tratada con aditivos u otros productos químicos para acondicionar el líquido para uso final. Un medio de separación secundaria 62 puede ser colocado corriente abajo de la cámara de desarrollo 60 con el fin de separar y sacar por filtración los contaminantes o materiales coagulados antes del uso de la corriente de líquido tratada. La Figura 5 ilustra una segunda realización preferida del aparato de la invención. Esta realización opera bajo los mismos principios que la primera realización, pero simplemente ilustra una disposición alternativa que es más adecuada para situaciones en las cuales se requieren unos volúmenes elevados de líquidos tratados en ambientes industriales. Tal como se muestra, el dispositivo de electrocoagulación 70 de esta ^realización incluye un tanque de líquido crudo o no tratado 72 que recibe un suministro de líquido a través de la entrada 73. Un tanque de reacción 74 y un tanque de líquido tratado 76 están dispuestos lado a lado con el tanque de líquido no tratado 72. Una bomba 80 fuerza al líquido no tratado a través de las líneas de bomba 82 al tanque de reacción 74. Una cubierta de espuma 84 y una cubierta superior de seguridad 86 están situadas sobre el tanque de reacción 74 como se muestra. Un interruptor de seguridad 88 puede ser incorporado dentro del reborde superior 89 del tanque de reacción 74 con el fin de advertir a un usuario si la cubierta superior es removida. El interruptor de seguridad 88 puede ser cualquier interruptor industrial limitador o de contacto que esté alambrado a la unidad de control 94. Tal como se muestra, la unidad de control 94 está montada al tanque de reacción 74 para fácil acceso. Las placas de reacción 90 están colocadas dentro del tanque de reacción 74 y, al igual que en la primera realización, se extienden verticalmente a través del tanque de reacción y están situadas en relación espaciada. Hay un número aumentado de placas en esta realización en comparación con la primera realización. Por consiguiente, esta realización requerirá un mayor voltaje de línea de entrada, tal como 440 voltios, que se tiene prontamente disponible en la mayoría de los ambientes industriales. La primera realización operaría normalmente a 110 voltios de voltaje de línea de entrada, que es el voltaje de línea de entrada más común para áreas residenciales. Unos espaciadores similares a aquéllos usados en la primera realización (espaciadores 47/48) pueden ser también -incorporados dentro de esta realización para fijar las placas. Una pluralidad de lengüetas o extensiones de placa de reacción 92 se extienden por encima de la cubierta de espuma 84. Unos conductores eléctricos 96 se extienden desde la unidad de control 94 y se unen a las lengüetas o extensiones de placa de reacción 92. Al igual que con la primera realización, unas placas de reacción seleccionadas 90 pueden ser provistas de las extensiones de placa de reacción 92 con el fin de crear el amperaje y voltaje deseados dentro del campo eléctrico del tanque de reacción. Un vertedero o rebosadero 98 permite que la corriente de líquido salga del tanque de reacción 74. La cubierta de espuma permite que las extensiones de placa de reacción 92 pasen a través de la misma, pero fuerza a la espuma y corriente de líquido a fluir hacia afuera de la cámara sobre el rebosadero 98. La cubierta superior 86 cubrirá todas las conexiones eléctricas para fines de seguridad. Los conductores eléctricos 96 pueden conectarse a las extensiones de placa de reacción respectivas por cualquier medio conocido, tal como pinzas o terminales de conexión que son usados en baterías industriales. El área abierta entre la cubierta de espuma 84 y el rebosadero 98 permite que la espuma sea sacada por vacío o removida de otro modo según se desee. El líquido tratado que se acumula dentro del tanque de líquido tratado 76 puede ser almacenado o removido según sea necesario. En una tercera realización preferida de la invención, se proporciona un dispositivo de electrocoagulación portátil 100 como se muestra en la Figura 6. Este dispositivo portátil 100 puede ser usado en aquellas circunstancias en las cuales no hay agua potable disponible y se necesita una pequeña cantidad de agua para beber, cocinar u otros fines similares. Esta realización difiere de las realizaciones previas en que no hay flujo de líquido a través del dispositivo, más bien se efectúa el tratamiento de una cantidad estática y predeterminada de líquido. El dispositivo 100 incluye una cámara de reacción 102 que alberga una pluralidad de placas de reacción 104 que se extienden verticalmente a través de la cámara de reacción y están espaciadas unas de otras. Las placas de reacción seleccionadas 104 pueden incluir lengüetas 106. Unos espaciadores/divisores 107 son provistos para mantener las placas de reacción en su relación espaciada. Unos terminales 108 están unidos a, las lengüetas 106 para una conexión eléctrica fácil. Una envoltura 100 para accesorios está montada a la cámara de reacción. La envoltura para accesorios 110 puede incluir una fuente de voltaje, tal como una batería 112. Unos conductores eléctricos 113 interconectan la batería 112 y los terminales 108 de las lengüetas 106. La envoltura 110 para accesorios puede ser también usada para almacenar cables o conductores eléctricos adicionales 114 que podrían ser usados para interconectar una fuente de energía al dispositivo 100, tal como desde una batería de vehículo. Una cubierta superior 116 que tiene un medio de sellado 118 alrededor del borde inferior de la misma es usada para cubrir el dispositivo 100. Después de que el líquido ha sido tratado, el líquido puede ser extraído a través del surtidor 120. Un filtro 122 es provisto para sacar por filtración cualesquiera sólidos o contaminantes. Tal como se muestra, el filtro 122 puede estar simplemente unido a la superficie interior de la cubierta superior 116. La cubierta superior 116 puede ser elaborada a partir de un material flexible, y el medio de sellado 118 puede tener la forma de un sello tipo Tupper are(RI o para prevenir la fuga de líquido. En la operación del dispositivo de electrocoagulación portátil 100, la cubierta superior es removida, el líquido es simplemente añadido a la cámara de reacción 102 y el voltaje es introducido a las placas de reacción 104 por la batería 112, u otra fuente de energía interconectada por los cables 114. Se deja que el proceso electrolítico ocurra durante un período de tiempo predeterminado en base al tipo de líquido que está siendo tratado y los contaminantes objetivo a ser removidos. Se tiene entonces acceso al líquido tratado abriendo el surtidor 120. Se contempla que esta realización particular sería capaz de tratar por lo menos 9 onzas de agua por carga. Esta realización contiene preferiblemente seis placas o cuchillas de reacción que son removibles. El filtro 122 puede ser un filtro de 16-24 mieras que también es removible para limpieza. Esta unidad de electrocoagulación portátil ha tratado de manera efectiva agua proveniente de una corriente al aire libre para producir un agua libre de patógenos. En una prueba de laboratorio, los coliformes, E. coli y enterococos totales fueron todos reducidos a niveles aceptables (menos de 10 número más probable (nmp) ) en donde tales patógenos fueron originalmente encontrados a 12.000, 120 y 83 nmp, respectivamente. Además de los patógenos discutidos anteriormente, se sabe en el arte que la electrocoagulación y filtración son también efectivas en la remoción de iones de metal, sólidos suspendidos, pesticidas, herbicidas y partículas coloidales . : ••- Tal como se muestra en la Figura 7, cuando es necesario remover y reemplazar las cuchillas/placas de reacción en cualquiera de las realizaciones, ya sea unas cuchillas individuales o el juego entero de cuchillas usadas dentro del dispositivo pueden ser removidas. Si el juego entero de cuchillas debe ser removido, una pluralidad de varillas no conductivas 126 pueden ser usadas para interconectar las placas de reacción. Las varillas no conductivas 126 podrían ser dimensionadas para encajar dentro de la cámara de reacción específica usada. Estas varillas servirían no solamente para estabilizar las placas dentro de la cámara de reacción, sino también para mantener las placas de reacción separadas unas de otras en el espaciamiento G deseado. Para fines ilustrativos, el espaciamiento G entre las placas de reacción respectivas 26 ha sido aumentado con el fin de ilustrar mejor la forma en que las placas de reacción pueden ser fijadas unas a otras a través de las varillas 126. El uso de varillas no conductivas 126 eliminaría la necesidad de usar espaciadores 47/48. Tal como también se muestra en la Figura 7, la orientación de las placas de reacción puede ser configurada de tal modo que las lengüetas de placa 27 sean situadas para permitir la fácil conexión de los conductores eléctricos. La colocación de las lengüetas en una disposición alternante ayuda a prevenir que los conductores se crucen o enreden. Aún otra realización del aparato de esta invención es mostrada en la Figura 9. En esta realización, el dispositivo de electrocoagulación 130 puede ser mantenido en un ambiente presurizado o despresurizado por una envoltura de cámara de reacción 132 que está completamente sellada del ambiente. La envoltura de cámara de reacción 132 puede ser cualquier tipo conocido de recipiente a presión que sea capaz de soportar presión y vacío. Esta realización particular es ventajosa para ser usada en aquéllas situaciones en las cuales la corriente de líquido se encuentra en un estado presurizado, tal como un suministro de agua municipal. El uso de la envoltura de cámara de reacción 132 eliminaría por lo tanto la necesidad de una bomba o algún otro medio para forzar a la corriente de líquido a través del dispositivo 130. El principio de operación para esta realización particular es el mismo de las realizaciones primera y segunda, en donde una corriente de líquido pasa a través del dispositivo. Una pluralidad de placas de reacción 134 se extienden verticalmente a través de la cámara de reacción, y están en relación espaciada. Un número seleccionado de lengüetas o extensiones de placa de reacción 136 se extienden hacia arriba más allá de aquellas placas de reacción 134 sin lengüetas. Una entrada 138 se comunica con la porción inferior de la envoltura de cámara de reacción 132. Un domo o cámara de espuma 140 está dispuesto por encima de la envoltura de cámara de reacción 132 en una relación sellada con la misma. Una tubería de extracción de espuma 142 se comunica con el extremo superior del domo de espuma 140. Una salida de corriente de líquido 144 está unida al domo de espuma 140 por encima de la cámara de reacción 132 y por debajo de la tubería de extracción de espuma 142. A medida que la corriente de líquido sale de la cámara de reacción a través de la salida 144, se puede hacer pasar entonces a través de un venturi 146 con el fin de añadir un gas deseado a la corriente de líquido, tal como oxígeno. Una línea de alimentación de venturi 148 permite que el gas deseado entre al venturi 146. Por consiguiente, el lado corriente abajo del venturi 146 en la tubería 149 contiene una mezcla de la corriente de líquido tratada y el gas añadido desde la línea de alimentación 148. La adición de oxígeno u otros gases puede ayudar en el tratamiento de la corriente de líquido. Además de un gas particular, unos productos químicos u otros agentes pueden ser añadidos a la corriente de líquido en este punto para tratar adicionalmente el líquido. Una unidad de control 150 proporciona un voltaje de línea rectificado a las placas de reacción por medio de conductores eléctricos 152. Los conductores eléctricos 152 se conectan con unas conexiones selladas 154 que están eléctricamente acopladas a sus lengüetas de placa de reacción 136 correspondientes . Aunque solamente se ilustra un par de lengüetas de placa de reacción 136, debe quedar entendido que el amperaje y voltaje dentro de la cámara de reacción pueden ser alterados como en las realizaciones previas, proporcionando unas conexiones selladas adicionales 154 en conjunto con unas placas de lengüeta de reacción seleccionadas 136 correspondientes. Estas conexiones selladas 154 hacen contacto con los conductores 152 externamente a la envoltura de cámara de reacción 132. El dispositivo de electrocoagulación de la Figura 9 puede ser seguido corriente abajo por una cámara de desarrollo y un separador centrífugo trifásico (no mostrado) o un filtro de lavado por corriente de agua limpia (no mostrado) . Este tipo de tratamiento es ideal para un hogar, tina caliente o cualquier aplicación en donde se necesite tratamiento de líquido en un sistema presurizado. Los contaminantes pueden ser removidos de la corriente de líquido y el líquido limpiado puede fluir según sea necesario sin interrupción. Una fuente de vacío (no mostrada) puede ser conectada a la tubería de espuma 142 para ayudar a remover la espuma que se acumula dentro del domo de espuma 140. La espuma creada por el proceso electrolítico colapsará, reduciendo así su volumen durante la extracción a través de la tubería 142. La aplicación de tal vacío puede ser también usada para ayudar en la remoción de contaminantes desde el líquido, antes, durante o después de la electrocoagulación, o para permitir una mayor saturación de gases beneficiosos en el líquido. Por ejemplo, la corriente de líquido dentro de la cámara de reacción podría ser saturada con un gas particular, tal como oxígeno o dióxido de carbono, que sería proporcionado por otra entrada formada en la cámara de reacción (no mostrada) , o el gas podría ser añadido directamente a la entrada existente . El uso de un vacío para crear un ambiente de menor presión permitiría que tales gases saturaran completamente la corriente de líquido a medida que pasa a través de la cámara de coagulación. El domo de espuma 140 puede servir también como una torre de destilación, permitiendo la separación de varios componentes desde la corriente de líquido. En cada una de las realizaciones, la forma de las cuchillas no es crítica. Aunque las realizaciones preferidas ilustran las cuchillas como teniendo perfiles rectangulares, debe quedar entendido que pueden ser modificadas para ajustarse al perfil y tamaño particulares de la cámara de reacción que está siendo usada. Los extremos o porciones inferiores de las cuchillas pueden ser ahusados con respecto a los extremos superiores o porciones superiores . El ahusamiento de las cuchillas de esta manera hace que las cuchillas sean más fáciles de remover y reemplazar dentro de una cámara de reacción. También, aunque las cuchillas de esta invención son ilustradas como siendo sustancialmente planas, quedará entendido que el aparato y método de esta invención no requiere que las cuchillas tengan un perfil particular. La mayor preocupación con respecto al perfil de las cuchillas es que las cuchillas permitan que la corriente de líquido se mueva a través de la cámara de reacción principalmente de una manera ascendente de modo que los gases producidos en las reacciones electrolíticas puedan ser removidos de la corriente de líquido. Por lo tanto, no es la intención proporcionar flujo horizontal o cruzado a través de la cámara de reacción mediante el uso de orificios o aberturas en la placa, como es el caso con muchos dispositivos del arte anterior. Sin embargo, quedará entendido que las aberturas u orificios pueden ser una característica de las cuchillas de esta invención que no crearán un flujo horizontal o cruzado. Por ejemplo, las placas podrían ser elaboradas a partir de un material similar a un tamiz en donde hay cierto número de aberturas o agujeros a lo largo de la longitud de la cuchilla. Nuevamente, sin embargo, el propósito de estos agujeros o aberturas no es inducir flujo horizontal, sino más bien con el fin de proporcionar flexibilidad en el tipo de material a ser usado como las cuchillas. Se contempla incluso dentro del alcance de esta invención que un montón o pila de material metálico podría ser colocado dentro de la cámara y el cual permitiría que las reacciones electrolíticas deseadas tuvieran lugar sin inducir un flujo horizontal indeseable. En las realizaciones preferidas, el espaciamiento de las cuchillas puede ser tan cercano como 1/8". Mientras más cerca están las cuchillas, mayor es el área superficial disponible para que ocurra electrocoagulación dentro de un volumen dado. Sin embargo, mientras más cerca son colocadas las cuchillas unas de otras, más difícil se hace forzar el líquido a través de los espaciamientos entre las cuchillas, y es más probable que ocurra obstrucción entre las cuchillas por formación de puentes de partículas sólidas o cieno. El espesor de las cuchillas es también una consideración práctica; mientras más delgadas son las cuchillas, mayor es el área superficial disponible para el tratamiento de electrocoagulación dentro de un volumen dado. Sí las cuchillas son demasiado delgadas, entonces su flexibilidad aumentada hace que sean más difíciles de instalar. También, si el líquido que está siendo tratado requiere la adición de iones de metal desde las cuchillas, entonces las cuchillas más gruesas son capaces de sacrificar iones de metal durante un período de tiempo más largo antes de disolverse. A medida que las cuchillas se disuelven, lucen similares a una malla de ventana con agujeros irregulares. El proceso de electrocoagulación continúa mientras haya una superficie para que ocurra la reacción. Con cada una de las realizaciones de esta invención, un espesor adecuado de la cuchilla es 1/8". Las cuchillas pueden ser elaboradas a partir de aluminio, hierro, acero inoxidable, carbón o cualquier material conductivo. La elección del material de cuchilla se basa en el líquido a ser electrocoagulado, los contaminantes a ser removidos de la corriente de líquido, el material que se desea dejar dentro de la corriente de líquido, y el material a ser sacado por precipitación como cieno.
En lugar de los espaciadores aislados 47/48 y 107, unas tiras no conductivas de material o arandelas pueden ser colocadas entre las cuchillas. Este tipo alternativo de espaciadores puede ser mantenido en su lugar por pernos no conductivos u otra ferretería no conductiva. Las brechas o espacios creados entre las cuchillas no tienen que ser necesariamente exactamente paralelos o uniformes. El proceso de electrocoagulación es flexible, y mientras se proporcione un área superficial para el contacto con la corriente de líquido, entonces el proceso de electrocoagulación puede ocurrir. Como una cuestión práctica;, sin embargo, es conveniente tener puntos de estrangulación o espaciamientos comparativamente estrechos para impedir la formación indeseable de puentes de partículas sólidas. En las realizaciones primera, segunda y cuarta, las cuchillas conectadas eléctricamente se elevan más allá de la línea de líquido y descarga de espuma, y pasan a través de la cubierta de espuma y cubierta superior para impedir que la espuma o el líquido alcancen las lengüetas de placa. En la tercera realización, la cubierta superior es removida durante el tratamiento, pero las lengüetas de placa son aún mantenidas por encima de la línea de líquido para mantenerlas secas. Es necesario mantener secas las lengüetas de modo que no ocurra corrosión. En cada una de las realizaciones, el dispositivo de electrocoagulación de esta invención puede . también permitir que una porción de la corriente de líquido se desvíe del campo eléctrico entre las cuchillas sin sacrificar la capacidad del dispositivo de tratar de manera efectiva la corriente de líquido. El líquido que no pasa a través del campo eléctrico aún llevará electrones debido al contacto con el líquido que ha pasado a través del campó" "eléctrico. "Por ejemplo, ya que el dispositivo de esta invención no requiere cuchillas cortadas a precisión y las cuchillas están dirigidas a ser removibles desde los espaciadores 47 y 48, una pequeña porción de la corriente de líquido podría desviarse del campo eléctrico desplazándose a través de pequeñas brechas entre los extremos 49 de las cuchillas y los espaciadores. Por lo tanto, un tratamiento efectivo del volumen total de la corriente de líquido es aún logrado ya que el mezclado ocurre naturalmente en toda la cámara de reacción. Dependiendo del tipo de contaminantes a ser removidos, algunos dispositivos de tratamiento pueden solamente requerir la exposición de una pequeña porción del líquido total dentro del campo eléctrico, y entonces los líquidos tratados y no tratados son mezclados para efectuar un tratamiento adecuado para el volumen total general de líquido. Por consiguiente, como se muestra en la Figura 4, la cámara de desarrollo que está corriente abajo de la cámara de reacción puede ser usada para fines de mezclar adicionalmente las porciones tratada y no tratada de la corriente de líquido que no son mezcladas durante el flujo a través de la cámara de reacción.
Tal como se explicó brevemente anteriormente, las cámaras de electrocoagulación utilizadas en las varias realizaciones preferidas de esta invención tienen la capacidad de transformar el voltaje de línea rectificado de entrada o voltaje de rejilla de energía para optimizar el tratamiento de electrocoagulación. Tradicionalmente, los dispositivos de coagulación del arte anterior usan un transformador separado para tomar el voltaje de línea de entrada, entonces rectifican y transforman el voltaje de línea a un voltaje o grupo de voltajes a los cuales la cámara de reacción puede operar de manera eficiente. En la presente invención, la energía es obtenida directamente desde el voltaje de línea de entrada o rejilla de energía, es rectificada a través de un diodo o rectificador común dentro de la unidad de control, y es entonces transferida directamente a la cámara de electrocoagulación. Los transformadores del tipo necesario para transformar el voltaje de línea de entrada a voltajes utilizables dentro de una cámara de reacción son extremadamente costosos y, por lo tanto, añaden un costo considerable al costo general de fabricar un dispositivo de electrocoagulación. También, tales transformadores son extremadamente pesados, lo cual hace que el transporte y la instalación sean más difíciles. Cuando un transformador tradicional es usado para bajar el voltaje de línea de entrada a un nivel aceptable para ser usado en un dispositivo de electrocoagulación, el amperaje necesario para tratar la corriente de líquido debe ser transferido desde el transformador a la cámara a un voltaje inferior. Debido a que los alambres eléctricos son tasados, o dimensionados, en base al amperaje específicamente, y el voltaje generalmente, el tamaño y el costo de un alambre capaz de conducir de manera segura un bajo voltaje y alto amperaje es mucho mayor que un alambre usado para mover alto voltaje y bajo amperaje. Por eso es que las compañías de energía mueven la electricidad a través de una rejilla de energía desde un punto de generación a altos voltajes-y bajos amperajes, y entonces transforman la energía a bajos voltajes y altos amperajes cerca del punto de uso (es decir, el hogar o lugar de la fábrica) . Por lo tanto, unas ventajas de tamaño y costo pueden ser obtenidas conduciendo la electricidad a un voltaje superior y amperaje inferior. El potencial entre el voltaje de línea o energía de entrada y las cuchillas dentro de la cámara de reacción para cada una de las realizaciones puede ser transformado generalmente como sigue: 1. El voltaje entregado a la cámara con conexiones de energía a las cuchillas primera y última (Nos. 1 y 219, como se describe adicionalmente más adelante) resulta en la transformación del voltaje de línea de entrada como sigue: El voltaje dentro de la cámara será el voltaje de línea de entrada dividido entre el número de los espaciamientos entre las cuchillas. El amperaje sacado en la cámara serán el amperaje que proviene del voltaje de línea de entrada. 2. El voltaje entregado a la cámara con conexiones de energía a cada cuchilla, alternando entre conductores positivos y negativos (Tabla 2 más adelante) resulta en la transformación del voltaje de línea de entrada como sigue: El voltaje de entrada dentro de la cámara será el voltaje de línea de entrada y el amperaje será el amperaje total que proviene del voltaje de línea de entrada dividido entre el número de espaciamientos entre las cuchillas. 3. La cantidad de amperaje extraído desde el voltaje de línea de entrada puede ser controlada ajustando el área superficial de las cuchillas conectadas eléctricamente. Hay una relación lineal entre el área superficial y el amperaje extraído, por ejemplo, el amperaje será duplicado si el área superficial de las cuchillas conectadas eléctricamente en contacto con el líquido se duplica. 4. El amperaje y voltaje creados dentro de la cámara pueden ser controlados conectando el voltaje de línea de entrada a las cuchillas en cualquier combinación como se describió anteriormente en los Nos. 1, 2 y 3. Tal como se muestra en la Tabla 1, esto permite un amplio rango de control de amperaje y voltaje entre las cuchillas. Un juego de ejemplos prácticos serán ahora descritos en términos de la forma en que el dispositivo de electrocoagulación de esta invención puede transformar el voltaje de línea de entrada al _ amperaje y volta e., necesarioa dentro del _campo eléctrico. Con referencia a las Figuras 10 y 11, y la Tabla 1 más adelante, una cámara de reacción 160 incluye una pluralidad de placas o cuchillas de reacción. Una unidad de control 162 proporciona el voltaje de línea rectificado de entrada por medio del conductor positivo 164 y el conductor negativo 166. Hay un total de 219 cuchillas dentro de la cámara, , elaboradas a partir de fleje de aluminio de 1/8", y espaciadas en 1/8". Las cuchillas de este ejemplo podrían tener aproximadamente 6" de ancho y 48" de largo. Asumiendo que el voltaje de línea de entrada es 440 voltios CA trifásico tradicional, un diodo o rectificador dentro de la unidad de control 162 rectifica el voltaje de línea de 440 voltios CA a 560 voltios CD (de acuerdo con fórmulas standard para rectificadores en donde el voltaje CD-rectificado es igual al voltaje CA multiplicado por la raíz cuadrada de 2 y menos 10% de pérdida de rectificador) . Los conductores 164 y 166 se unen a -las lengüetas de placa de reacción respectivas por encima de la línea de líquido de modo que las conexiones son efectuadas en un lugar seco. Usando la ley de Ohm, en donde el voltaje es igual al amperaje multiplicado por la resistencia, y asumiendo que la resistencia es igual a la distancia entre las cuchillas con conexiones de voltaje, la siguiente tabla puede ser generada: TABLA 1 TRANSFORMACIÓN POR UNIÓN DE CONDUCTORES A CUCHILLAS SELECCIONADAS La Figura 10 ilustra las conexiones eléctricas entre la unidad .de control y la cámara de reacción de acuerdo con el ejemplo 3 de la Tabla 1. Tal como se muestra, el conductor positivo 164 es unido a las cuchillas 168 y 172, que corresponden a los números de cuchilla 1 y 145, respectivamente. El conductor negativo 166 está unido a las cuchillas 170 y 174, que corresponden a los números de cuchilla 73 y 219. Con esta configuración de conexión, el amperaje entre cada una de las cuchillas es 30 amperios. El voltaje entre cada una de las cuchillas es 7,7 voltios (voltaje CD rectificado de 560 voltios dividido entre el número de espaciamientos entre pares de cuchillas que tienen energía aplicada a las mismas, que en este caso es 72) . En otras palabras, la energía es aplicada a los números de cuchilla 1, 73, 145 y 219, lo cual efectivamente divide la cámara en tres áreas mayores denotadas por los números de referencia 178, 180 y 182. Por lo tanto, 219 dividido entre 3 áreas separadas equivale a 72 espaciamientos entre pares de cuchillas conectadas eléctricamente, y 560 dividido entre 72 es igual a 7,7. Tal como también se muestra en la Tabla 1, la cámara de electrocoagulación sacará 90 amperios de la fuente de voltaje de línea de entrada. La Figura 11 ilustra las conexiones correspondientes al ejemplo 2 de la Tabla 1. Tal como se muestra, el conductor positivo 164 está unido a las placas 168 y 174 correspondientes a los números de placa 1 y 219, respectivamente. El conductor negativo 166 está unido a la cuchilla 176, correspondiente al número de cuchilla 110. Por consiguiente, el amperaje entre cada una de las cuchillas es 20 amperios, el voltaje entre las cuchillas es 5,1 voltios (560 dividido entre 109). En otras palabras, el voltaje entre las cuchillas es el voltaje CD suministrado dividido entre el número de espaciamientos entre pares de cuchillas conectadas eléctricamente. Tal como se muestra en la Figura 11, la colocación de los conductores eléctricos en los números de cuchilla 1, 110 y 219 divide efectivamente la cámara en dos áreas mayores mostradas como áreas 184 y 186. También en este ejemplo, la cámara de electrocoagulación sacará 40 amperios de la fuente de voltaje de línea de entrada. La Tabla 1 muestra ocho tipos diferentes de conexiones que pueden ser usadas para obtener diferentes voltajes y amperajes dentro de la cámara de reacción. Es evidente que otros voltajes y amperajes pueden ser creados dentro de la cámara de reacción desarrollando otras configuraciones de conexión. La Tabla 2 a continuación ilustra el método por el cual los dispositivos del arte anterior son configurados para proporcionar una fuente de voltaje de línea de entrada a una cámara de reacción. Tal como se muestra, una conexión eléctrica debe ser efectuada con cada una de las cuchillas dentro de la cámara. Un transformador separado es entonces usado para proporcionar diferentes voltajes de línea de entrada a la cámara. Tal como se muestra, la creación de 2,6 voltios entre cada una de las cuchillas requiere que la cámara extraiga unos niveles elevados de amperaje desde la fuente de voltaje de línea de entrada. Esta mayor extracción de amperaje requiere que se usen conductores mucho más grandes para transferir energía a las cuchillas en comparación con el aparato de esta invención. Adicionalmente, tal dispositivo del arte anterior es más complejo y costoso de fabricar . debido . al mayor tamaño y número de conexiones eléctricas requeridas .
TABLA 2 ARTE ANTERIOR TRANSFORMACIÓN UNIENDO CONDUCTORES A CADA CUCHILLA También se contempla que el dispositivo de esta invención puede ser usado dentro de áreas peligrosas. Las conexiones eléctricas entre la unidad de control y la cámara de reacción podrían ser aisladas con el fin de conformarse a normas para dispositivos a prueba de explosión. Por ejemplo, las conexiones eléctricas en las cuchillas podrían ser aisladas para incluir un revestimiento aislado colocado sobre las cuchillas eléctricamente conectadas hasta un nivel justo por debajo de la línea de líquido dentro de la cámara de reacción. Con el dispositivo de electrocoagulación de esta invención, la energía suministrada a la unidad de control es ajustada por el voltaje de línea de entrada, y el amperaje es controlado dentro de la cámara de electrocoagulación. El amperaje dentro de la cámara de reacción conectada eléctricamente puede ser controlado (1) ajustando el área superficial de las placas o cuchillas de reacción conectadas eléctricamente en contacto con la corriente de líquido; (2) ajustando la distancia entre las cuchillas eléctricamente conectadas; (3) la adición de cuchillas aislantes no conductivas; y (4) ajustando la conductividad del líquido añadiendo productos químicos que mejoran o degradan la capacidad del líquido para transferir electrones. El amperaje puede ser también controlado proporcionando un interruptor entre el voltaje de línea de entrada y la cámara de reacción que pone cíclicamente la energía en "encendido" y "apagado" . Como una discusión adicional de (1) anterior, el amperaje puede ser controlado en el interior de la cámara de 5 reacción ajustando la longitud de contacto con el líquido de las cuchillas eléctricamente conectadas. Usando la Tabla 1, Ejemplo 1, una cuchilla de 6" de ancho y 48" de largo saca 10 amperios con un líquido específico. El amperaje de la cámara de reacción podría ser reducido acortando la cuchilla No. 1 o la cuchilla No. 219. El amperaje se reduciría a 7,5 amperios si la longitud de la cuchilla No. 1 fuera reducida a 36". El amperaje se reduciría a 5 amperios si la longitud de la cuchilla No. 1 fuera reducida a 24". Por lo tanto, hay una relación lineal entre el amperaje sacado y la longitud de contacto con el líquido de las cuchillas conectadas eléctricamente. El amperaje sacado puede ser controlado de la misma manera colocando una cuchilla no conductiva entre cuchillas eléctricamente conectadas. No existe requerimiento particular en términos de la colocación de tal cuchilla no conductiva; solamente que sea colocada entre cuchillas eléctricamente conectadas designadas. La cuchilla no conductiva reducirá la conductividad entre la pluralidad de cuchillas en la cámara de reacción en la misma proporción que la remoción del contacto con el líquido de una cuchilla conectada eléctricamente. Por ejemplo, el amperaje sacado en el ejemplo anterior sería reducido a 7,5 amperios si una cuchilla no conductiva de 12 de longitud fuera colocada en contacto con el líquido en la cámara de reacción entre las cuchillas Nos. 1 y 219. El amperaje sacado se reduciría a 5 amperios si una cuchilla no conductiva de 24" de longitud fuera colocada entre las cuchillas Nos. 1 y 219, y el amperaje sacado seria reducido a 2,5 amperios si una cuchilla no conductiva de 36" fuera colocada entre las cuchillas Nos. 1 y 219. Las longitudes de las cuchillas eléctricamente conectadas o no conductivas pueden ser ajustadas en el líquido manualmente o mecánicamente. Por ejemplo, la superficie interior de la envoltura de la cámara de coagulación podría estar provista de una pluralidad de bridas verticalmente ajustables que podrían ser colocadas selectivamente a niveles diferentes dentro de la cámara de reacción y alineadas con una cuchilla particular conectada eléctricamente. La cuchilla podría ser fijada a estas bridas verticalmente ajustables para aumentar o reducir de manera efectiva el área superficial de la cuchilla conectada eléctricamente en contacto con el líquido. En las realizaciones primera, segunda y cuarta, el flujo de la corriente de líquido a través de la cámara podría ser aumentado o disminuido para controlar adicionalmente el amperaje dentro de la cámara de reacción. Generalmente, el flujo aumentado de líquido a través de la cámara resultará en una disminución de amperaje debido a que los iones de metal de las cuchillas serán removidos más rápidamente, disminuyendo de ese modo la conductividad del líquido. Tal como se discutió anteriormente, la unidad de control puede estar equipada con un amperímetro para monitorear el amperaje dentro de la cámara. La unidad de control puede entonces controlar un aumento o disminución en la tasa de flujo de la corriente de líquido a través del dispositivo controlando una válvula o bomba de velocidad variable corriente arriba de la entrada. En cada una de las realizaciones, las cuchillas con el tiempo pueden recubrirse de un revestimiento o incrustación no conductivo. El revestimiento puede ser removido de las cuchillas invirtiendo- la polaridad de la energía CD hacia las cuchillas eléctricamente conectadas. Por consiguiente, esta invención contempla el cambio de la polaridad del voltaje CD proporcionado a las cuchillas por la unidad de control de acuerdo con una secuencia sincronizada o en base a un amperaje aumentado que indica menor conductividad debido a la incrustación. Con el fin de obtener los amperajes y voltajes variables en la Tabla 1, solamente se requiere que nueve cuchillas tengan lengüetas de cuchilla. Ya que las cuchillas son fácilmente removibles, las cuchillas o placas que tienen lengüetas pueden ser movidas a las ubicaciones deseadas dentro de la cámara de reacción. La cubierta de espuma que se desliza sobre la parte superior de las cuchillas a través de ranuras cortadas en la cubierta se expandirá permitiendo que la cuchilla pase a través de la misma. Cuando una cuchilla es removida, la cubierta de espuma se expandirá para formar un sello hermético al agua en la ranura. Para las realizaciones primera, segunda y cuarta, aunque una cubierta superior es recomendada para fines de seguridad, los dispositivos operarán sin una cubierta superior siempre que las conexiones de los conductores eléctricos ocurran por encima de la línea de líquido, eliminando así los problemas de corrosión típicos asociados con las conexiones de electrodos en húmedo . De acuerdo con el método de esta invención, el tratamiento de una corriente de líquido puede ser logrado exponiendo un flujo de líquido a un campo eléctrico. El flujo del liquido es en una dirección hacia arriba que permite que los gases que se producen en las reacciones electrolíticas se eleven hasta la superficie de la línea de líquido y escapen a la atmósfera. La mayor parte de las partículas coaguladas son llevadas a separación secundaria y cualesquiera partículas restantes caen por la fuerza de la gravedad a la porción inferior o base de la cámara para su remoción subsiguiente. El amperaje y voltaje del campo eléctrico dentro de la cámara de electrocoagulación pueden ser variados conectando los conductores eléctricos a placas seleccionadas. Antes de entrar a la cámara, la corriente de líquido puede ser filtrada, o unos productos químicos apropiados pueden ser añadidos para intensificar las reacciones dentro de la cámara. Si es necesario, una bomba puede ser usada para forzar el líquido hacia arriba a través de la cámara de reacción. Alternativamente, la reacción electrolítica puede tener lugar en un recinto sellado, tal como un recipiente a presión, lo cual puede eliminar la necesidad de una bomba si la corriente de líquido ya está bajo presión. El uso de un recipiente a presión también permite que la reacción electrolítica tenga lugar en un ambiente al vacío en el cual una fuente de vacío es aplicada a la cámara. Después de que la corriente de líquido es expuesta al campo eléctrico y las reacciones electrolíticas tienen lugar, la corriente de líquido puede ser adicionalmente tratada en una cámara de desarrollo y puede experimentar separación secundaria. La turbulencia de la corriente de líquido puede ser aumentada antes de entrar a la cámara con el fin de intensificar las reacciones electrolíticas. También, si es necesario, una línea de reciclaje puede ser provista para reciclar la corriente de líquido tratada con el fin de proporcionar tratamiento adicional. Mediante lo precedente, las ventajas del aparato y método de esta invención deberán ser evidentes. La cámara de electrocoagulación tiene la capacidad de transformar el voltaje de rejilla o de línea de entrada al voltaje y amperaje necesarios para optimizar el tratamiento de electrocoagulación. Ya que la cámara tiene una construcción simplificada, la corriente de líquido no pasa a través de una trayectoria tortuosa lo cual, por lo tanto, elimina gran parte de la presión de líquido. Ya que la corriente de líquido se desplaza en una trayectoria ascendente a través de la cámara, el gas que se forma en las reacciones electrolíticas puede formarse como .burbujas y elevarse hasta la parte superior del nivel de líquido para su fácil remoción. Adicionalmente, la acción de burbujeo de los gases en la misma dirección del flujo de líquido previene la acumulación de gases-dentro de la cámara, lo cual reduce adicionalmente las presiones inducidas sobre las cuchillas. Las cuchillas del aparato son fácilmente removidas mediante el uso de espaciadores que simplemente alinean las cuchillas unas con respecto a otras en una forma vertical y lado a lado. Si se desea, la cámara puede ser colocada en un recinto sellado tal como un recipiente a presión común, lo cual elimina la necesidad de una bomba si la corriente de líquido suministrada ya está bajo presión. El aparato de la invención puede ser configurado en una unidad portátil o de viaje que lo hace factible para ser usado en condiciones austeras. Alternativamente, el aparato de esta invención puede ser elaborado a una escala mucho más grande, lo cual lo hace factible para ser usado en un ambiente industrial en donde se requieren unos volúmenes mayores de líquido tratado. Las cuchillas pueden ser removidas individualmente, o pueden ser removidas como un juego entero lo cual se suma a la versatilidad del aparato. Esta invención ha sido descrita en detalle con referencia a unas realizaciones particulares de la misma, pero quedará entendido que varias otras modificaciones pueden ser efectuadas dentro del espíritu y alcance de esta invención.

Claims (27)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de tratamiento de electrocoagulación para tratamiento de un flujo de líquido, que comprende: una envoltura que incluye superficies interiores que definen una cámara de reacción, la envoltura tiene un extremo superior y un extremo inferior; una entrada que comunica con la envoltura en el extremo inferior para permitir el flujo de líquido dentro de la envoltura; una salida que comunica con la envoltura en el extremo superior para permitir el flujo de líquido fuera de la envoltura; una pluralidad de placas de reacción colocadas en la envoltura y que se extiende sustancialmente vertical hacia el mismo, la pluralidad de placas de reacción están separadas entre si creando espaciamientos entre placas de reacción adyacentes, el flujo del líquido es en una dirección de flujo ascendente a través de los espaciamientos entre la pluralidad de placas de reacción, las placas de reacción tienen superficies no aisladas para contacto directo con el flujo de líquido y para consumirse con respecto al tiempo debido a la electrocoagulación; por lo menos dos lengüetas de placa de reacción integrales con la pluralidad seleccionada de placas de reacción, las lengüetas de placa de reacción se extienden por encima de la línea de líquido para evitar que las lengüetas de placa de reacción se sumerjan en el líquido; y una unidad de control conectada eléctricamente a por lo menos dos lengüetas de placa de reacción, la unidad de control proporciona un voltaje de línea a las lengüetas con el fin de crear un campo eléctrico para tratamiento de electrocoagulación dentro de la cámara de reacción.
2. El dispositivo como se describe en la reivindicación 1, que incluye además: una cubierta de espuma colocada sobre la pluralidad de placas de reacción, por lo menos dos de las lengüetas de placa de reacción se extienden a través de la cubierta de espuma para conexión a la unidad de control por encima de la cubierta de espuma.
3. El dispositivo como se describe en la reivindicación 1, que incluye además: una cubierta superior colocada sobre la envoltura para evitar que se tenga acceso inadvertido a la conexión eléctrica entre la unidad de control y por lo menos dos lengüetas .
4. El dispositivo como se describe en la reivindicación 1, en el que: la envoltura incluye además un extremo superior abierto y el dispositivo de tratamiento incluye además una cámara de recolección conectada al alojamiento para proporcionar almacenamiento para el flujo de líquido a través del extremo abierto .
5. El dispositivo como se describe en la reivindicación 1, que incluye además: un desagüe unido a la envoltura en el extremo inferior de la misma para permitir la remoción de cieno u otro material particulado el cual pueda acumularse dentro de la cámara de reacción durante el tratamiento del líquido.
6. El dispositivo como se . describe en. la reivindicación 3, que incluye además: un tubo de extracción de espuma que se comunica con la cubierta superior; y una fuente de vacío que se comunica con el tubo de extracción de espuma para remover espuma la cual se produce durante el tratamiento.
7. El dispositivo como se describe en la reivindicación 1, que incluye además: un medio para separar la pluralidad de placas de reacción entre si cuando se fijan dentro de la envoltura.
8. El aparato como se describe en la reivindicación 7, en el que: el medio para separar incluye por lo menos un par de separadores unidos a superficies interiores opuestas de la envoltura.
9. El dispositivo como se describe en la reivindicación 7, en el que: el medio para separación incluye una pluralidad de rodillos no conductores que interconectan la pluralidad de placas de reacción.
10. El dispositivo como se describe en la reivindicación 1, que incluye además: un vertedero que comunica con la salida a lo largo del extremo superior del tanque de reacción; un tanque de líquido no tratado que se comunica con la entrada para proporcionar el flujo de líquido dentro del tanque de reacción; y un tanque de líquido tratado que comunica con el vertedero para recibir el flujo de líquido tratado desde el tanque de reacción.
11. Un dispositivo de tratamiento de electrocoagulación portátil para tratamiento de una cantidad estática de líquido con el dispositivo, el dispositivo comprende: una envoltura de tratamiento que define una cámara de reacción; una pluralidad de placas de reacción colocadas en la envoltura de tratamiento y que se extienden sustancialmente verticales en el mismo; la pluralidad de placas de reacción están separadas entre si lo que genera espaciamientos entre placas de reacción adyacentes, las placas de reacción tienen superficies no aisladas para contacto directo con el flujo de líquido y para consumirse con respecto al tiempo debido a la electrocoagulación; por lo menos dos lengüetas de placas de reacción integrales con una de la pluralidad de placas de reacción, las lengüetas de placa de reacción se extienden por encima de la línea de líquido para evitar que las lengüetas de placa de reacción se sumerjan en el líquido; una cubierta superior conectada removiblemente al alojamiento de tratamiento, la cubierta superior incluye un medio para sellar la cubierta superior con respecto al alojamiento de tratamiento para evitar fugas; una espita que comunica con la cubierta superior lo que permite que el líquido dentro de la cámara de reacción sea removido después del tratamiento; y una fuente de energía conectada eléctricamente a por lo menos dos lengüetas de placa de reacción con el fin de crear un campo eléctrico para tratamiento de electrocoagulación dentro de la cámara de reacción.
12. El dispositivo como se describe en la reivindicación 11, que incluye además: un filtro unido a la cubierta superior para filtrar líquido antes de entrar a la espita.
13. El dispositivo como se describe en la reivindicación 11, que incluye además: una envoltura accesoria unida a la envoltura de tratamiento para envolver la fuente de energía en la misma.
14. Un método de tratamiento de un líquido que contiene impurezas por electrocoagulación, que comprende las etapas de: proporcionar una cámara de reacción; arreglar una pluralidad de placas de reacción dentro de la cámara de reacción, las placas están colocadas verticalmente en la misma y separadas entre si creando espaciamientos entre placas de reacción adyacentes; aplicar una línea de voltaje constante a las seleccionadas de la pluralidad de placas de reacción para crear un campo eléctrico dentro de la cámara de reacción; hacer pasar una corriente de líquido verticalmente a través de la cámara de reacción en los espaciamientos, entre las placas de reacción; llevar a cabo la electrocoagulación de la corriente líquida para provocar que las placas de reacción suministren iones, por lo que las placas de reacción se consumen con respecto al tiempo y lo cual provoca que coagulan las impurezas; ventilar los gases generados por electrocoagulación a la parte superior de la cámara de reacción por flotación; y ajustar el voltaje y amperaje entre las placas de reacción al cambiar las conexiones eléctricas entre las seleccionadas de las placas de reacción y el voltaje de línea constante.
15. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: aplicar vacío a la cámara de reacción para remover la espuma la cual se genera en la electrocoagulación de líquido, o los compuestos volatilizados de la corriente líquida.
16. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: filtrar la corriente de líquido antes de la etapa de pasado.
17. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: filtrar la corriente de líquido después de la etapa de pasado.
18. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: bombear la corriente de líquido a través de la cámara de reacción.
19. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: aislar la cámara de reacción de la presión atmosférica para mantener la presión deseada dentro de la cámara.
20. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: introducir un aditivo al líquido con el fin de mejorar la electrocoagulación.
21. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: remover placas de reacción desgastadas y sustituir las placas de reacción desgastadas con placas de reacción nuevas .
22. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: introducir un aditivo a la corriente de líquido por un equipo venturi.
23. El método como se describe en la reivindicación 14, que comprende además las etapas de: recibir un voltaje de línea de corriente alterna constante; rectificar el voltaje de línea de corriente alterna a un voltaje de corriente directa; unir los polos eléctricos que transportan el voltaje de corriente directa rectificado a un primer grupo de placas de reacción; crear el campo eléctrico entre el primer grupo de placas, el campo eléctrico es de un primer voltaje y un primer amperaje; y volver a unir los polos eléctricos que transportan el voltaje de corriente directa rectificado a un segundo grupo de placas para crear el campo eléctrico dentro de la cámara de reacción, en donde el campo eléctrico es de un segundo voltaje y un segundo amperaje diferentes del primer voltaje y el primer amperaje .
24. El método como se describe en la reivindicación 23, que incluye además la etapa de: colocar una placa no conductora entre las placas de reacción para ajustar los voltajes y amperajes del campo eléctrico.
25. El método como se describe en la reivindicación 23, que incluye además la etapa de: ajustar el voltaje y amperaje del campo eléctrico al hacer variar el área superficial de las placas de reacción en contacto con el líquido dentro de la cámara de electrocoagulación.
26. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: mover la corriente de líquido a una cámara de separación secundaria corriente abajo para permitir que las impurezas caigan de la corriente de líquido para recolección y separación de la corriente de líquido.
27. El método como se describe en la reivindicación 14, que incluye además la etapa de: evitar que las impurezas se adhieran a las placas de reacción al revertir la polaridad de placas de reacción conectadas eléctricamente. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un dispositivo de tratamiento de electrocoagulación incluye una pluralidad de placas de reacción espaciadas dispuestas dentro de una cámara de reacción. Un voltaje es aplicado a unas placas de reacción seleccionadas para crear un campo eléctrico dentro de la cámara de electrocoagulación. Las placas están dispuestas verticalmente con respecto a la cámara, lo cual induce un flujo vertical de líquido a través de un dispositivo. Se deja que los gases formados en el proceso de electrocoagulación asciendan hasta la parte superior de la línea de líquido y pueden ser desahogados a la atmósfera. Los sólidos que precipitan hacia afuera de la corriente de líquido son llevados por la corriente de líquido a una separación secundaria. Cualesquiera sólidos remanentes pueden ser removidos como cieno a través de un desagüe en la parte inferior -del dispositivo. Una cubierta de espuma es provista para aislar de la humedad las conexiones eléctricas de las placas. La cubierta superior es provista para aislar la cámara para fines de seguridad. El dispositivo puede ser elaborado como una unidad industrial grande, una unidad portátil o una unidad adaptada para ser usada dentro del hogar. El dispositivo puede ser operado en un ambiente de presión controlada, eliminando así la necesidad de una bomba cuando la corriente de líquido ya está presurizada. El voltaje y el amperaje del campo eléctrico dentro de la cámara de reacción pueden ser ajustados según sea necesario poniendo unas placas de reacción seleccionadas en contacto eléctrico con la fuente de voltaje. El voltaje de línea de entrada propiamente dicho puede ser mantenido en una constante, lo cual elimina la necesidad de un transformador separado. Las placas de reacción son fácilmente removidas desde la cámara de reacción y pueden ser reemplazadas individualmente o como un juego.
MXPA/A/2000/008333A 1998-02-27 2000-08-25 Metodo y aparato para la electrocoagulacion de liquidos MXPA00008333A (es)

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