WO2007037668A2 - Planta de tratamiento de agua - Google Patents

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Definitions

  • the present invention has to do with the water treatment industry for its recirculation in the various industries. More specifically it relates to a water treatment plant by means of ultrafast ionic flocculates.
  • Membranes Biological, Chemical, Filtration, In fact, the vast majority mix two or more of these techniques to obtain the final product, water of different qualities, for sludge and leachate, incineration; Chemicals, containment.
  • Reverse osmosis plants are of a general nature (not selective) treat any type of water; but when they have a certain degree of contamination they require the help of a pre-treatment, their efficiency is recognized and their installation and operation are very expensive.
  • Hydrolysis plants are probably the least common since they are only used in sewage with very special characteristics. Its electricity consumption is very high and the security measures must be very strict and efficient.
  • Evaporation could also be called distillation, since this process consists of evaporating the condensed water and subsequently collecting and storing it. In the sedimentation, by means of the different densities of the impurities with respect to the water, these two components are separated leaving the suspension still.
  • the membranes as a microscopic filtration, let only the water pass and leave only one side of the impurities.
  • Biotechnology deals with the elimination of impurities from water by the action of microorganisms, that is, through fermentation of impurities,
  • the chemical processes deals with binders to accelerate the precipitation, also of germicides (Chlorine) and other compounds to combine with the contaminants and precipitate them or make them inert and harmless.
  • Filtration is similar to the effect of membranes, but, for example, with sand beds, and other materials to stop the passage of particles larger than those of water.
  • Hydrolysis separates pollutants by means of electric current and dissociation in anodes and cathodes.
  • Ultra violet by means of light with this wavelength biological contaminants are eliminated, specifically microorganisms. Most of the water treatment processes are these or a combination thereof.
  • the main objective of the present invention is to make possible a water treatment that allows a minimum need for electrical energy, as well as a minimum space.
  • Another objective is to achieve a water treatment process whose by-products are sludge and non-polluting creams.
  • the present invention consists in an optimal use of an element called electrofloculators that have the property of reducing the molecules of water impurities to the simplest forms, and of breaking the electrical charges that they maintain in suspension or in colloidal dispersion these impurities and flocculate. They also have the property of eliminating dissolved gases to avoid the fermentation of said molecules.
  • our plants are basically composed of three perfectly defined areas, which are: pre-treatment, treatment, and post-treatment;
  • the pretreatment area Ia is composed of the polluted water receiving chamber from where it passes through a component called an ultra-fast ionic flocculator where it continues through a solid settler, hence the flow continues through a grease trap filter and filters sedimentadotes of deep bed, until here the pretreatment ends and in this part we separate the emulsified fats and eliminate the dissolved gases in the contaminated water thus inhibiting fermentation and the production of bad odors, and also some other contaminants, hence the flow passes to the treatment area which is where the process eliminates by molecular dissociation the rest of the impurities contained in the liquid that is being decontaminated, for this, the flow is discharged into a series of tubs of material selected according to its resistance characteristics and durability which are equipped with sets of ionic flocculators, which are cylindrical bars Metallic icas which, when fed with a load of electric energy in direct current, generate an effect of electron radiation
  • Our water processing plants avoid the fermentation of the organic that are part of the contamination of the liquid to be processed, because we eliminate the gases dissolved in it, in this way we avoid the environmental pollution characteristic of other processes, our operating cost is The most economical of the market, our energy consumption is the lowest of all existing processes, the process is very fast, the space required for the installation of the plant is quite limited, we we adapt to the available space, we produce the quality of water that is requested according to official standards, we do not require any additional input, the pumping equipment is low energy consumption, maintenance can be carried out without stopping the process, The plant can be operated as long as required, without the need to adjust anything, there is no risk in its operation.
  • the ionic flocculators must be placed at a distance such that the activity of electron radiation within the frequency range can be optimally utilized, in the space of greater efficiency, for this reason the larger diameter, should not exceed the measure that you I have referred, since if we increase the perimeter of the flocculator, this measure does not increase the mentioned frequency range, and instead we would be increasing the amount of material used, without this increasing the efficiency, or the quality of the results.
  • a plant for processing municipal wastewater and obtaining drinking water has the following characteristics.
  • Two motor pumps, two flocculated ultra-fast ionic resins, four housings for deep bed filters, the necessary treatment tubs, according to the quality of water required as product water, can be from 20 to 90 depending on the quality of water that is processed and of the quality of product water that is required, and depending on this the necessary ionic flocculators will be installed according to the amount of tubs, the control panels that provide us with the necessary power supply of electric current to carry out the treatment, the final filtering, where if necessary we will also install ultra violet light as a sanitization measure.
  • our treatment plant is composed of the following; two motor pumps, three ultra fast ionic flocculators, a centrifugal hopper, four Housings for deep bed filters, the tubs necessary to carry out the process of treatment and decontamination of the mentioned wastewater, we will increase 50% of elements to those of the previous installation, the ionic flocculators required according to the amount of tubs that are the necessary, the necessary control panels for the power supply of the flocculation equipment, and in case it is required to use the treated water in all the activities of the company, we will put a battery of cartridge filters, as well as the units of ultra violet light that give the treated water, a brilliance and crystallinity, of the highest quality.
  • Another example that illustrates us with a different configuration is the installation of a treatment plant to decontaminate whey.
  • This plant in addition to the elements of the previous example, will treat the water to be treated, to give the product to process the most efficient treatment conditions to achieve its total decontamination, as well as the recovery of the by-products, in conditions and with reuse characteristics productive.

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Abstract

Planta de tratamiento de agua para su reutilización en diversas industrias basada en la utilización de floculadores iónicos ultrarrápidos y normales. El consumo de energía eléctrica es mínimo así como el espacio requerido. Al no precisar añadir reactivos o catalizadores, se evita que los subproductos, lodos y natas, contengan compuestos químicos añadidos que puedan ser contaminantes. Estructuralmente la planta de tratamiento de agua comprende tres áreas: pre tratamiento, tratamiento y postratamiento. El área de pre tratamiento la componen los siguientes equipos: el cárcamo receptor de aguas contaminadas de donde el agua pasa a un floculador ultrarrápido, luego un sedimentador de sólidos, un filtro trampa de grasas y filtros de lecho profundo. En el área de tratamiento hay una serie de tinas equipadas con barras cilindricas metálicas, los floculadores iónicos, que se alimentan con una carga de energía en corriente directa generando un efecto de radiación de electrones que logra la floculación de las impurezas.

Description

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene que ver con Ia industria de tratamiento de agua para su recirculación en las diversas industrias. Más específicamente se relaciona con una planta de tratamiento de agua por medio de floculadotes iónicos ultrarrápidos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el estado de Ia técnica existen varias tecnologías para el tratamiento de agua, entre otras: Evaporación, Sedimentación,
Membranas, Biológicos, Químicos, Filtración, De hecho Ia gran mayoría mezclan dos o más de estas técnicas para obtener el producto final, agua de diferentes calidades, Para Lodos y Lixiviados, Incineración; Químicos, Contención.
En Ia actualidad, existen en el mercado cinco tipos de plantas de tratamiento de agua, las cuales son: Biológicas, químicas, por osmosis inversa, hidrólisis y por luz ultravioleta. Cualquier otro solo será una variante o combinación de los mencionados. Las plantas biológicas son las mas comunes en sus diferentes formas y variantes; pero tienen como característica que ocupan áreas muy extensas, su limitada eficiencia solo permite tratar agua residual domestica, requieren de personal de operación de cierta consideración respecto al numero de ellos y sus condiciones de eficiencia no siempre son aceptables.
Las plantas químicas se emplean para aguas residuales muy específicas, su costo de instalación es considerable y su costo de operación es alto. Las plantas de osmosis inversa son de carácter general (no selectivas) tratan cualquier tipo de agua; pero cuando estas tienen cierto grado de contaminación requieren del auxilio de un pre-tratamiento, es reconocida su eficiencia y su instalación y operación son muy costosas.
Las plantas de hidrólisis son probablemente las menos comunes ya que solo se emplean en aguas residuales de características muy especiales. Su consumo de energía eléctrica es muy elevado y las medidas de seguridad deben ser muy estrictas y eficientes.
El tratamiento de aguas residuales mediante unidades de luz ultravioleta es Io mas reciente con eficiencia confiable, pero su instalación es muy costosa y su operación también.
La evaporación podría ser denominada también destilación, ya que dicho proceso consiste en evaporar el agua condensarla y posteriormente colectarla y almacenarla. En Ia sedimentación, por medio de las diferentes densidades de las impurezas con respecto del agua, se separan estos dos componentes dejando quieta Ia suspensión.
Las membranas a modo de un filtración microscópica, deja pasar únicamente el agua y deja de uno de los lados solo las impurezas.
La biotecnología trata de Ia eliminación de las impurezas del agua por Ia acción de microorganismos, esto es, por medio de fermentaciones de las impurezas,
Lo procesos químicos, trata de aglutinadores para acelerar Ia precipitación, también de germicidas (Cloro) y de otros compuestos para combinar con los contaminantes y precipitarlos o volverlos inertes e inocuos.
La filtración es semejante al efecto de las membranas, pero, por ejemplo, con camas de arena, y otros materiales para detener el paso de partículas más grandes que las del agua.
Hidrólisis, separa contaminantes por medio de corriente eléctrica y disociación en ánodos y cátodos.
Ultra violeta, por medio de luz con esta longitud de onda se eliminan contaminantes biológicos, específicamente microorganismos. La mayoría de los procesos de tratamiento de agua son estos o una combinación de los mismos.
De estos tratamientos pueden resultar lodos y lixiviados que posteriormente pueden ser incinerados, o tratados químicamente para obtener nuevos compuestos o degradan dichos compuestos para neutralizarlos y disminuir Ia toxicidad.
OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN
El principal objetivo de Ia presente invención es el de hacer posible un tratamiento de aguas que permita una necesidad mínima de energía eléctrica, así como un mínimo espacio.
Otro de los objetivos es el de lograr un proceso de tratamiento de agua cuyos subproductos sean lodos y natas no contaminantes.
Otros objetivos y ventajas de Ia presente invención podrán ser aparentes a partir del estudio de Ia siguiente descripción y los dibujos que se acompañan con fines exclusivamente ilustrativos y no limitativos. BREVE DESCRIPCIÓN DEL INVENTO
En pocas palabras, Ia presente Invención consiste en una utilización óptima de un elemento denominado electrofloculadores que tienen Ia propiedad de reducir las moléculas de las impurezas del agua a las formas más simples, y de romper las cargas eléctricas que mantienen en suspensión o en dispersión coloidal estas impurezas y floculen. También tienen Ia propiedad de eliminar los gases disueltos para evitar las fermentaciones de dichas moléculas.
En una solicitud de patente posterior se protegerá este elemento electrof locu lador.
Nuestro proceso alcanza Ia eficiencia total en cuanto a los resultados obtenidos, nuestros costos de operación y mantenimiento son los mas económicos del mercado, nos instalamos en espacios reducidos, e incluso en los espacios mínimos disponibles, nosotros elaboramos nuestros materiales de instalación y proceso, operamos en condiciones óptimas de seguridad, ya nuestras plantas son totalmente seguras, debido a que Ia cantidad de energía que utilizamos es muy baja, podemos procesar agua liquida a Ia temperatura que se nos proporcione, si nos requieren obtenemos Ia calidad de agua que nos soliciten, nuestro tiempo de operación es muy reducido, como consecuencia del proceso los lodos resultan inertes, no contaminamos nuestro entorno, podemos operar el tiempo estrictamente necesario sin necesidad de ajustar el proceso al reanudarse las actividades, no utilizamos cloro para sanitizar, podemos llegar a instalar plantas para lograr descarga cero de residuos contaminantes.
Para llevar a cabo su función, nuestras plantas se componen básicamente de tres áreas perfectamente definidas, las cuales son: pre tratamiento, tratamiento, y postratamiento; el área de pre tratamiento Ia componen, el cárcamo receptor de aguas contaminadas de donde por bombeo pasa a un componente llamado floculador iónico ultra rápido de donde continua por un sedimentador de sólidos, de aquí el flujo sigue por un filtro trampa de grasas y por filtros sedimentadotes de lecho profundo, hasta aquí termina el pre tratamiento y en esta parte separamos las grasas emulsionadas y eliminamos los gases disueltos en el agua contaminada inhibiendo así Ia fermentación y Ia producción de malos olores, y también algunos otros contaminantes, de aquí el flujo pasa al área de tratamiento que es donde el proceso elimina por disociación molecular el resto de las impurezas que contiene el liquido que se esta descontaminando, para esto, el caudal se descarga en una serie de tinas de material seleccionado de acuerdo a sus características de resistencia y durabilidad las cuales están equipadas con juegos de floculadores iónicos , los cuales son unas barras cilindricas metálicas las que al ser alimentadas con una carga de energía eléctrica en corriente directa, generan un efecto de radiación de electrones los que sustraen los electrones de enlace de las moléculas que componen las partículas contaminantes modificándolas paulatinamente hasta llegar a su configuración mas simple, quedando los residuos totalmente neutros en razón de que sus niveles externos de energía quedan completos, Ia alimentación de energía Ia proporciona un tablero de control, el cual esta equipado con Ia cantidad de tomas de corriente necesarias de acuerdo a los requerimientos del proceso, Ia actividad desarrollada en esta etapa del tratamiento genera natas y espumas que es en Io que se convierten los contaminantes ligeros, como son grasa, aceites, jabones, detergentes, proteínas y otros mas, los gases liberados se subliman al medio ambiente, y los sólidos se precipitan al fondo de las tinas donde son purgados por válvulas de paso y las natas se mandan mediante desalojo por canaletas, conjuntamente con los lodos, al cárcamo de estos, en seguida el liquido pasa al pos tratamiento que es donde mediante bombeo fluye a través de una batería de filtrado para darle Ia calidad final que se nos solicite
Nuestras plantas de procesamiento de agua evita Ia fermentación de los orgánicos que forman parte de Ia contaminación del liquido a procesar, debido a que eliminamos los gases disueltos en él, de esta manera evitamos Ia contaminación ambiental característica de otros procesos, nuestro costo de operación es el mas económico del mercado, nuestro consumo de energía es el mas bajo de todos los procesos existentes, el proceso es muy rápido, el espacio requerido para Ia instalación de Ia planta es bastante limitado, nos adaptamos al espacio disponible, producimos Ia calidad de agua que se nos solicite de acuerdo a norma oficial, no requerimos de ningún tipo de insumo adicional, el equipo de bombeo es de bajo consumo de energía, se Ie puede dar mantenimiento sin detener el proceso, Ia planta se puede operar el tiempo que se requiera, sin necesidad de ajustar nada, no existe ningún riesgo en su operación.
Para una mejor comprensión del invento, se pasará a hacer Ia descripción detallada de alguna de las modalidades del mismo, mostrada en los párrafos que con fines ilustrativos mas no limitativos se incluyen a Ia presente descripción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL INVENTO
Después de múltiples pruebas, fue posible determinar que Ia configuración que deben guardar los floculadores iónicos para lograr Ia máxima eficiencia en el proceso del tratamiento de aguas mediante Ia aplicación de nuestra tecnología de floculación iónica, y de esta manera conseguir un considerable ahorro de energía, esta es; los floculadotes iónicos deben ser colocados a una distancia tal que se pueda aprovechar de manera óptima Ia actividad de radiación de electrones dentro de rango de frecuencia, en el espacio de mayor eficiencia, por esta razón el diámetro mayor , no debe rebasar Ia medida que te he referido, ya que si aumentamos el perímetro del floculador, esta medida no aumenta el rango de frecuencia mencionado, y en cambio estaríamos aumentando Ia cantidad de material utilizado, sin que por esto aumentásemos ni Ia eficiencia , ni Ia calidad de los resultados.
En cuanto a los ejemplos de los tipos de planta que pueden ser representativos de las plantas de tratamiento te puedo hacer mención de las siguientes posibilidades: una planta para procesar aguas residuales municipales y obtener agua potable, tiene las siguientes caracteristicas.
Dos motobombas, dos floculado res iónicos ultra rápidos, cuatro housings para filtros de lecho profundo, las tinas de tratamiento necesarias, de acuerdo a Ia calidad de agua que se requiera como agua producto, pueden ser de 20 a 90 dependiendo de Ia calidad de agua que se procese y de Ia calidad de agua producto que se requiera, y dependiendo de esto se instalarán los floculadores iónicos necesarios de acuerdo a Ia cantidad de tinas, los tableros de control que nos proporcionen Ia alimentación necesaria de corriente eléctrica para llevar a cabo el tratamiento, el filtrado final , en donde si es necesario instalaremos también luz ultra violeta como medida de sanitización.
Para el caso de aguas residuales de tenería, nuestra planta de tratamiento se compone de Io siguiente; dos motobombas, tres floculadores iónicos ultra rápidos, una tolva centrifuga , cuatro housings para filtros de lecho profundo, las tinas necesarias para llevar acabo el proceso de tratamiento y descontaminación de las aguas residuales mencionadas, aumentaremos un 50% de elementos a los de Ia instalación anterior, los floculadores iónicos requeridos de acuerdo a Ia cantidad de tinas que sean las necesarias, los tableros de control necesarios para Ia alimentación eléctrica de los equipos de floculación, y en caso de que se requiera utilizar el agua tratada en todas las actividades de Ia empresa, pondremos una batería de de filtros de cartucho, así como las unidades de luz ultra violeta que Ie den al agua tratada, una brillantez y cristalinidad, de Ia mas alta calidad.
Otro ejemplo que nos ilustra con una configuración diferente, es Ia instalación de una planta de tratamiento para descontaminar suero lácteo. Esta planta además de los elementos del ejemplo anterior se ozonizará el agua a tratar, para darle al producto a procesar las condiciones de tratamiento mas eficientes para lograr su total descontaminación, así como Ia recuperación de los subproductos, en condiciones y con características de re uso productivo.
El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en Ia materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en Ia presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de Ia técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en Ia presente solicitud, no obstante, si para Ia aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura del mismo, se requiere de Ia materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de Ia invención.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E SHabiendo descrito suficientemente Ia invención, se considera como novedad y por Io tanto se reclama como propiedad Io expresado y contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorias.
1. Planta de tratamiento de agua, del tipo que utiliza floculadores iónicos, caracterizada porque comprende tres áreas: pre tratamiento, tratamiento, y postratamiento; el área de pre tratamiento Ia componen, el cárcamo receptor de aguas contaminadas de donde se pasa a un componente llamado floculador iónico ultra rápido de donde continua por un sedimentador de sólidos, de aquí el flujo sigue por un filtro trampa de grasas y por filtros sedimentadotes de lecho profundo; de aquí se pasa al área de tratamiento, consistente en una serie de tinas equipadas con juegos de floculadores iónicos , los cuales son unas barras cilindricas metálicas las que al ser alimentadas con una carga de energía eléctrica en corriente directa, generan un efecto de radiación de electrones logrando Ia floculación de las impurezas, quedando residuos totalmente neutros, separando sólidos que según su densidad se eliminan por arriba o por debajo de las tinas, el liquido sin estos pasa al pos tratamiento que es donde mediante bombeo fluye a través de una batería de filtrado para darle Ia calidad final que se nos solicite,
2. Planta de tratamiento de agua, del tipo que utiliza floculadores iónicos, tal y como se reclama en Ia reivindicación anterior, caracterizada además porque dichos floculadotes iónicos se encuentran colocados a una distancia tal que se pueda aprovechar de manera óptima Ia actividad de radiación de electrones dentro de rango de frecuencia.
3. Planta de tratamiento de agua, del tipo que utiliza floculadores iónicos, tal y como se reclama en Ia reivindicación 1 ó 2, caracterizada además porque Ia cantidad de dichas tinas de tratamiento dependen de Ia calidad de agua que se requiera como agua producto, pueden ser de 20 a 90 dependiendo de Ia calidad de agua que se procese y de Ia calidad de agua producto que se requiera.
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