WO2013043029A1 - Sistema y procedimiento de desinfección y eliminación de malos olores de ozono - Google Patents

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Guadalupe LLANES OCAÑA
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Definitions

  • the present invention relates to a system for disinfecting and eliminating bad odors in gases, particularly, the system comprises a process that includes ozone generation, aqueous solutions and a reaction chamber formed by interconnected reactors.
  • Hydrogen Sulfide is an inorganic acid, formed by the dissolution and dissociation in water of Hydrogen Sulfide (H 2 S, a gas that smells like rotten eggs). It is called Hydrogen Sulfide when it is dissolved in water and when it is in a gaseous state it is called Hydrogen Sulfide.
  • Hydrogen sulfide is generated or given as a result of bacterial degradation of organic matter under anaerobic conditions. It is generated from some amino acids or by the reduction of sulfate present by the 30 reducing sulfate microorganisms. It is also the product of animal and human waste. The bacteria found in the The mouth and the gastrointestinal tract produce hydrogen sulfide by degrading materials that contain animal or vegetable proteins.
  • Hydrogen sulfide can also be produced by industrial activities such as food processing, tanneries and oil refineries. Hydrogen sulfide is a flammable gas. It is commonly known as h id rosulf uric acid or sewer gas. People can detect their smell at very low concentrations. It is one of the main compounds that cause discomfort due to bad odors.
  • US patent US4256710 refers to a process for deodorizing a foul-smelling gas using a combination of ozone and a moisture washing device.
  • the gas containing substances with a bad smell and a washing solution for deodorization are fed into a washing tower to eliminate the bad smell by contact.
  • An aqueous solution of an alkali bromide and an ozone-containing gas are fed to a bubbling vessel to produce an active bromine oxide compound.
  • the solution containing the active bromine oxide compound is added to the wash solution and the bad smelling gas is cleaned with the wash solution in the tower.
  • the present invention considers aspects that differentiate it from the rest, in particular with US Patent 4256710, mainly in that it addresses a problem based on engineering principles, sustainability, low operating cost, low input requirements (energy and reagents), at its High efficiency of removal and disinfection of bad odors.
  • the proposed system presents multiple advantages and versatility of application to the problem of treatment of bad odors. It is fast, and, can meet a variety of different chemical compounds such as Ammonium (NH3), from the inclusion of ozone combined with Hydrogen Peroxide (H202), whose combination generates the so-called Advanced Oxidation through free radicals OH., Whose effectiveness is well proven in the scientific field.
  • NH3 Ammonium
  • H202 Hydrogen Peroxide
  • ozone is only effective against a large number of microorganisms, on which it acts very rapidly, at low concentrations and in a wide pH range.
  • Ozone Due to its high oxidation potential, in addition to not having a reversible inhibitory effect on intracellular enzymes or, what is the same, microorganisms do not develop resistance to it.
  • Ozone due to its high oxidizing power, has a wide spectrum of action, being able to interact with aldehydes, ketones, nitrogen derivatives, sulfur derivatives, hydrocarbons, acids, etc.
  • the deodorizing action of ozone is due to its chemical destruction action, as the molecules that cause it break down
  • An object of the present invention is to propose a system to disinfect and eliminate bad odors in gases, from a device that considers the application of the basic principles of physicochemistry and the properties of ozone, through a system backwash gas scrubber with ozone feed alone and / or combined with peroxide (H 2 O 2 ) at strategic points.
  • the invention relates to a system for disinfecting and eliminating bad odors in gases, consisting of the following basic parts; controlled gas feeding system, operating space and ozone production and contact and reaction chamber.
  • the gas supply system can consider the carcamo, as a source of bad odors, it is the point of pumping where sewage streams converge and collide generating turbulence and gases. It is the place of greatest production of gases and appropriate to install the extraction of the same.
  • the source of the bad odors is encapsulated or sealed and the smelly gases are fed together with ozone to the contact and reaction chamber.
  • This chamber is the space where the main physical contacts and chemical reactions between ozone, gas components and aqueous solution occur.
  • the entire chamber may consist of a series of internal reactors, depending on the complexity of the malodorous gases and their recalcitrant compounds.
  • the amount of gases and their chemical composition are the basis for determining the engineering design, the dimensions and geometry of the chamber, the sequence and number of reactors, the doses of ozone and peroxide, the chemical composition of the washing solution and in general Operation parameters
  • the system of the present invention considers a physical design consisting of the possibility of using, depending on the needs, a number of interconnected reactors, hydrogen peroxide to carry out various gas contacts and aqueous solutions, where the first exit gases reactor pass to a second reactor, and so on.
  • the invention contemplates the possible repetition of the transvase, as necessary, to eliminate all of the odor generating compounds.
  • the contact and reaction chamber of the present invention can achieve a more affective operation if each reactor is designed exprofeso to eliminate certain chemical compounds.
  • the complete structure can be formed, at least, by three assembled and removable parts, with the purpose of facilitating maintenance, maneuvering and transport.
  • the present invention can consider a geometry of the contact and reaction chamber according to the architecture of the environment. It is common for odor generating spaces to be located in urban, inhabited, commercial or tourist areas, therefore, the geometry of said Camera can be designed, built and camouflaged in harmony with its surroundings.
  • Figure 1. Shows a plan view of the disinfection and odor elimination system, ozone base.
  • Figure 2. Shows a diagram of the contact and reaction chamber, with the way in which raw gases are fed.
  • Figure 3. Shows a diagram of the contact and reaction chamber, with the aqueous solution recirculation system.
  • Figure 4. Shows a diagram of the contact and reaction chamber, with the trajectory and internal diffusion of the gases in the chamber.
  • Figure 5. Shows a diagram of the contact and reaction chamber, with the lateral faces.
  • Figure 6. Shows an isometric of the contact chamber, with its gas transfer system from one reactor to another and the internal gas distribution manifolds.
  • Figure 7. Shows an isometric of the chamber with the recirculation system, injection of H 2 O 2 , pumping and rain of the liquid solution.
  • Figure 8.- Shows an isometric of the lower part of the chamber that functions as an aqueous solution tank with ozone feed through diffusers at the bottom in said solutions.
  • the raw gases (10) coming from the source of odors are generated by a main pipeline interconnected to an internal distribution pipe system.
  • the gas mixture does not show counterpressures throughout its trajectory when passing through the internal pipes and other spaces of the reactors, in such a way that the use of an extractor for the chamber is not necessary.
  • the ozone is fed to the chamber (2) by two entrances, a tube with appropriate means (25), can be placed before the turbine (11) of the extractor, this in order to favor the mixing of the ozone with the raw gas (10)
  • the other tube can supply ozone to a diffuser system (33) placed at the bottom of the liquid solution. Naturally, the gas mixture will look for an outlet towards the top of said chamber (2).
  • the present invention includes an operation and production house for ozone (3), which can be a closed space to protect from rain and rain. powder to ozone generators (28) and operation control panels (29).
  • the invention includes pipe where ozone can be conducted to the chamber (2).
  • the working ozone dose is a function of the amount of gases to be treated, and the degree of concentration of the chemical compounds generating bad odors, and their oscillations.
  • the ozone generator (28) of the present invention should preferably have a capacity greater than the consumption needs for the concentrations of gases that need to be treated and the ozone production may be regulated by suitable means.
  • Figures 2 to 8 show in detail the contact and reaction chamber (2) of the present invention, according to Figure 2, said chamber can include a concrete slab to anchor (6) sized according to the structure to be put up with.
  • the structure of the chamber (2) of the present invention can be formed by at least three assembled and removable parts, with coupling means (8), which can be screws or other appropriate means for assembling the lower (30) and intermediate parts (31) of said chamber (2).
  • the intermediate part (31) can be interconnected with the upper part (32) of the chamber (2) by coupling means (9), and in the intermediate part hooks (14) are formed that facilitate transport and the positioning maneuver .
  • the structure of the chamber (2) can include dividing wall (s) (15) that separates the reactors that make up the chamber (2), it can also include an opening (16) located in the upper part (32) for the exit of The treated gases.
  • the structure has two windows (13) that can function as viewfinders, which can be strategically located in the intermediate part (31) of the chamber (2).
  • the first contact and chemical reaction between ozone and raw gases (10) entering the chamber (2) is carried out in the turbine of the extractor (1 1) that feed the chamber .
  • Another part of the ozone can be injected directly into the aqueous solutions (22 and 23) where it is bubbled.
  • ozone In both cases, the action of ozone is immediate, from the first moment the oxidation and degradation of the compounds of the gases is initiated by the action of ozone.
  • a physicochemical process is carried out between the raw gas compounds, ozone, peroxide, OH radicals. and the aqueous wash solution (22 and 23).
  • the figures show a diagram of the chamber (2) where the bottom of said chamber functions as a reservoir of aqueous washing solutions with an established liquid level (5).
  • the chamber (2) can have drain valves (12).
  • the present invention is particularly effective in the case of municipal wastewater, whose main compounds are hydrogen sulfide (H 2 S), ammonium (NH 3 ), methane (CH 4 ) and to a lesser extent aldehydes, ketones, carbon dioxide and Mercaptans
  • the gases can first be washed with pH ⁇ 6 in the first reactor and in a second moment with pH> 9 in the second reactor.
  • the aqueous solution (22) of the first reactor over time reduces its pH and becomes an acid solution by the reaction of H 2 S with ozone to produce sulfuric acid H 2 S0 4 .
  • the aqueous solution of each reactor can be in permanent recirculation by means of the pump (17) of the aqueous solution recirculation system (21) included in the chamber (2).
  • a Venturi (34) can be placed to inject Hydrogen Peroxide.
  • Each reactor in the chamber (2) can have a recirculation mechanism that can include a pump (17), a filter, flow control valves, bypass, venturi (34), fill and drain pipes, level meters ( 5) and a system of spikes (18) on the roof of the chamber covering the entire cross-sectional area of the reactor.
  • the materials and equipment used must be resistant to ozone and the aggressiveness of the treated gases.
  • the liquid (22) can rise up to a sprinkler system (18) evenly distributed in the roof of the chamber (2).
  • the recirculation mechanisms of the ozonized aqueous solutions (22 and 23) are intended to "wash" the smelly gases and impregnate them with ozone and hydrogen peroxide.
  • the volumes of the chambers are contact spaces of fluids in motion, countercurrent, where the vapors and gases move upwards (19) covering the entire transverse area of the container, the liquid is sprinkled on tiny particles down, always seeking to achieve the largest area of liquid - gas contact.
  • the gas-ozone mixture entering the chamber (2) is distributed by means of a maniful and expelled on the surface of the liquid by a network of pipes (26), whose downstream outlets guarantee place the gas evenly on the liquid surface of the aqueous solutions 1 and 2 (22 and 23), in that place it is mixed with the residual wet ozone emerging from the liquid.
  • the contact between ozone and the liquid solution partly takes place within the liquid where a series of diffusers (33) can be located, which are fed from the outside of the chamber (2).
  • the dissolved ozone, in solutions 1 and 2 (22 and 23) can guarantee the disinfection of said recirculation solutions and can reach saturation, the residual gaseous ozone emerges mixed with gas (19) and continues its contact with said gas and the rain of liquid from the roof sprinklers (18), the gaseous mixture can be picked up by a system of pipes (27) cast on the roof to move it and lead it to the second reactor, take it to the bottom to the maniful distribution over the liquid surface of the second chamber reactor (2).
  • the first step is to perform a chemical analysis of the gas composition and know the amount or flow of crude gas.
  • the operating parameters can be adjusted to the oscillations that could occur at different times of the day, weekends and weather changes of the times of the year, according to statistics, temperature values, relative humidity, water consumption they are increased in the summer months which impacts the production of gases in carcams.
  • the disinfection and odor elimination system of the present invention is particularly advantageous if it is considered that the operation of the system can be automated by placing sensors in line with the outlet of the treated gases, in order to detect concentrations of compounds of interest, which require the activation of ozone production and the operation of the extractor. Likewise, these sensors could control the level of the liquid, the application of Peroxide and the pH in each reactor.
  • the present invention provides the average parameters and the operating range for a real case of eliminating bad odors in a carcamo.
  • AOP Advanced Oxidation
  • these chemical equations provide basic guidance for estimating ozone consumption.
  • the needs of O3 for the oxidation of H 2 S are 2: 1.

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Abstract

Sistema y procedimiento de desinfección y eliminación de malos olores a base de ozono (con caseta de operaciones y producción del mismo), con alimentación de gases crudos a una cámara de contacto y reacción, y un sistema de recirculación de solución acuosa con inyector de peróxido de hidrógeno. En la cámara tiene lugar el contacto físico y las reacciones químicas entre el ozono, el peróxido de hidrógeno, los componentes de los gases crudos y la solución acuosa. La invención puede constar de una estructura armable y desmontable, con una geometría acorde a la arquitectura del entrono, para lugares ubicados en áreas urbanas, habitadas, comerciales y turísticas.

Description

SISTEMA Y PROCEDIMIENTO DE DESINFECCIÓN Y ELIMINACIÓN DE MALOS OLORES DE OZONO
CAMPO TECNICO DE LA INVENCIÓN:
5
La presente invención se refiere a un sistema para desinfectar y eliminar malos olores en gases, particularmente, el sistema comprende un proceso que incluye generación de ozono, soluciones acuosas y una cámara de reacción formada por reactores interconectados.
10
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Uno de los problemas de las poblaciones urbanas es la generación de malos olores en las aguas residuales municipales y la industria, es por ello que el 15 conocimiento de las fuentes de olores y de las tecnologías existentes para su control, adquieren suma importancia para proponer soluciones y facilitar la instalación de estos sistemas de tratamiento básico.
Naturaleza de los gases del Cárcamo
20
Las Aguas Residuales Municipales generan principalmente Ácido Sulfhídrico el cual es un ácido inorgánico, formado por la disolución y disociación en agua del Sulfuro de Hidrógeno (H2S, un gas que huele a huevos putrefactos). Es llamado Ácido Sulfhídrico cuando se halla disuelto en agua y cuando se 25 encuentra en estado gaseoso se le denomina Sulfuro de Hidrógeno.
El ácido sulfhídrico se genera o se da como resultado de la degradación bacteriana de materia orgánica en condiciones anaeróbicas. Se genera a partir de algunos aminoácidos o por la reducción de sulfato presente por los 30 microorganismos sulfato reductores. Es, además, producto de los desperdicios de animales y humanos. Las bacterias que se encuentran en la boca y el tracto gastrointestinal producen ácido sulfhídrico al degradar materiales que contienen proteínas de origen animal o vegetal.
El ácido sulfhídrico también puede ser producido por actividades industriales tales como procesamiento de alimentos, curtidurías y refinerías de petróleo. El ácido sulfhídrico es un gas inflamable. Se le conoce comúnmente como ácido h id rosulf úrico o gas de alcantarilla. Las personas pueden detectar su olor a concentraciones muy bajas. Es uno de los principales compuestos causantes de las molestias por malos olores.
La toxicidad del sulfhídrico es parecida a la del cianhídrico. La causa por la cual, a pesar de la presencia masificada de este compuesto, hay relativamente pocos muertos, es el mal olor con que va acompañado. Sin embargo, a partir de los 50 ppm tiene un efecto narcotizante sobre las células receptoras del olfato y las personas afectadas ya no perciben el hedor, a partir de los 100 ppm se puede producir la muerte. Como la densidad del sulfhídrico es mayor que la del aire se suele acumular en lugares bajos como pozos, etc, donde puede causar víctimas. El sulfhídrico parece actuar sobre todo en los centros metálicos de las enzimas, bloqueándolas e impidiendo de esta manera su funcionamiento. Para un tratamiento se recomienda llevar al afectado lo más rápidamente posible al aire fresco y aplicar oxígeno puro.
El control de malos olores a partir de un sistema como el de la presente invención, hace viable su instalación prácticamente en cualquier lugar, debido a que dicho sistema no produce contaminación visual, ni genera ruido, que es uno de los problemas asociados con el rechazo de la población a otros sistemas de saneamiento básicos.
Los sistemas de tratamiento para la eliminación de malos olores pueden ser clasificados como tratamientos fisicoquímicos o biológicos, y dentro de los primeros se encuentran, la absorción y la oxidación térmica, química o catalítica, entre otros. La patente americana US4256710 se refiere a un proceso para deodorización de un gas de mal olor utilizando una combinación de ozono y un dispositivo de lavado por humedad. El gas contenido sustancias con mal olor y una solución de lavado para deodorización son alimentadas al interior de una torre de lavado para eliminar por contacto el mal olor. Una solución acuosa de un bromuro de alkali y un gas conteniendo ozono son alimentados a un recipiente burbujeador para producir un compuesto activo de óxido de bromo. La solución conteniendo el compuesto activo de óxido de bromo es adicionado a la solución de lavado y el gas con mal olor es limpiado con la solución de lavado en la torre.
La presente invención considera aspectos que la diferencian del resto, en particular con la patente US 4256710, principalmente en que atiende un problema basándose en principios de ingeniería, sustentabilidad, bajo costo de operación, bajo requerimiento de insumos (energía y reactivos), a su alta eficacia de remoción y desinfección de malos olores.
El sistema propuesto, presenta múltiples ventajas y versatilidad de aplicación al problema de tratamiento de malos olores. Es rápido, y, puede atender una variedad de diferentes compuestos químicos como por ejemplo el Amonio (NH3), a partir de la inclusión del ozono combinado con Peróxido de Hidrogeno (H202), cuya combinación genera la llamada Oxidación Avanzada por medio de radicales libres OH., cuya eficacia está de sobra probada en el campo científico.
De hecho, el ozono solo es efectivo frente a un gran número de microorganismos, sobre los que actúa con gran rapidez, a bajas concentraciones y en un amplio rango de pH.
Debido a su alto potencial de oxidación, además de que no presenta efecto inhibidor reversible en las enzimas intracelulares o, lo que es lo mismo, los microorganismos no desarrollan resistencia ante él. El ozono, por su alto poder oxidante, posee un amplio espectro de acción, siendo capaz de interaccionar con aldehidos, cetonas, derivados nitrogenados, derivados de azufre, hidrocarburos, ácidos, etc. La acción desodorizante del ozono se debe a su acción de destrucción química, al descomponerse las moléculas que lo provocan
OBJETO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proponer un sistema para desinfectar y eliminar malos olores en gases, a partir de un dispositivo que considera la aplicación de los principios básicos de la fisicoquímica y las propiedades del ozono, a través de un sistema lavador de gases a contracorriente con alimentación de ozono solo y/o combinado con Peróxido (H2O2) en puntos estratégicos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un sistema para desinfectar y eliminar malos olores en gases, constituido por las siguientes partes básicas; sistema de alimentación de gases controlado, espacio de operaciones y producción de ozono y cámara de contacto y reacción.
El sistema de alimentación de gases puede considerar el cárcamo, como fuente generadora de malos olores, es el punto de bombeo donde confluyen y chocan las corrientes de aguas residuales generando turbulencias y gases. Es el lugar de mayor producción de gases y apropiado para instalar la extracción de los mismos. La fuente generadora de los malos olores es encapsulada o hermetizada y los gases malolientes son alimentados en conjunto con ozono a la cámara de contacto y reacción. Dicha cámara es el espacio donde se dan los principales contactos físicos y reacciones químicas entre el ozono, los componentes de los gases y la solución acuosa. La cámara completa puede consistir de una serie de reactores internos, dependiendo de la complejidad de los gases malolientes y sus compuestos recalcitrantes.
La cantidad de gases y su composición química son las bases para determinar el diseño ingenieril, las dimensiones y geometría de la cámara, la secuencia y número de reactores, las dosis de ozono y peróxido, la composición química de la solución de lavado y en general los parámetros de operación.
El sistema de la presente invención considera un diseño físico consistente en la posibilidad de utilizar, según sean las necesidades, una numero de reactores interconectados, peróxido de hidrogeno para llevar a cabo diversos contactos de gases y soluciones acuosas, donde los gases de salida del primer reactor pasan a un segundo reactor, y así sucesivamente. La invención contempla la posible repetición del transvaso, según sea necesario, para eliminar la totalidad de los compuestos generadores de malos olores.
La cámara de contacto y reacción de la presente invención puede lograr una operación más afectiva si cada reactor es diseñado exprofeso para eliminar determinados compuestos químicos. La estructura completa puede estar conformada, al menos, por tres partes ensambladas y desmontables, con el propósito de facilitar el mantenimiento, maniobra y transporte.
La presente invención puede considerar una geometría de la cámara de contacto y reacción acorde a la arquitectura del entorno. Es común que los espacios generadores de malos olores estén ubicados en áreas urbanas, habitadas, comerciales o turísticas, por consiguiente, la geometría de dicha cámara puede ser diseñada, construida y camuflajeada en armonía con su entorno.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicho descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en planta del sistema de desinfección y eliminación de malos olores, base de ozono.
La figura 2.- Muestra un diagrama de la cámara de contacto y reacción, con la forma en que se alimentan los gases crudos.
La figura 3.- Muestra un diagrama de la cámara de contacto y reacción, con el sistema de recirculación de solución acuosa.
La figura 4.- Muestra un diagrama de la cámara de contacto y reacción, con la trayectoria y difusión interna de los gases en la cámara. La figura 5.- Muestra un diagrama de la cámara de contacto y reacción, con las caras laterales.
La figura 6.- Muestra un isométrico de la cámara de contacto, con su sistema de traspaso de gases de un reactor a otro y los manifules internos de distribución de gases. La figura 7.- Muestra un isométrico de la cámara con el sistema de recirculación, inyección de H2O2, bombeo y lluvia de la solución liquida.
La figura 8.- Muestra un isométrico de la parte baja de la cámara que funciona como depósito de soluciones acuosa con la alimentación del ozono por medio de difusores en el fondo en dichas soluciones.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA
INVENCIÓN
Con referencia a la figura 1 que muestra una vista esquemática en planta de la presente invención, con el cárcamo o fuente de gases de alimentación (1), la cámara de contacto y reacción (2) y la caseta de operaciones y producción de ozono (3).
Los gases crudos (10) provenientes de la fuente generadora de malos olores son conducidos por un ducto principal interconectado a un sistema de tuberías interno de distribución.
Prácticamente la mezcla gaseosa no presenta contrapresiones a lo largo de toda su trayectoria al pasar por las tuberías internas y demás espacios de los reactores, de tal forma que no es necesario el uso de extractor para la cámara.
El ozono es alimentado a la cámara (2) por dos entradas, un tubo con medios apropiados (25), se puede colocar antes de la turbina (11) del extractor, esto con la finalidad de favorecer el mezclado del ozono con el gas crudo (10). El otro tubo puede suministrar ozono a un sistema de difusores (33) colocado en el fondo de la solución liquida. De manera natural, la mezcla de gases buscará salida hacia la parte superior de dicha cámara (2).
La presente invención incluye una caseta de operaciones y producción de ozono (3), que puede ser un espacio cerrado para proteger de la lluvia y el polvo a los generadores de ozono (28) y tableros de control de operaciones (29). La invención incluye tubería por donde se puede conducir el ozono a la cámara (2). De acuerdo al procedimiento de la presente invención, la dosis de ozono de trabajo es función de la cantidad de gases a tratar, y el grado de concentración de los compuestos químicos generadores de malos olores, y sus oscilaciones.
El generador de ozono (28) de la presente invención preferentemente debe tener una capacidad superior a las necesidades de consumo para las concentraciones de gases que se requieren tratar y la producción de ozono puede estar regulada por medios adecuados.
La figuras 2 a 8 muestran a detalle la cámara de contacto y reacción (2) de la presente invención, de acuerdo a la figura 2, dicha cámara puede incluir una losa de concreto para anclar (6) dimensionada en acuerdo a la estructura que debe soportar.
La estructura de la cámara (2) de la presente invención se puede conformar al menos por tres partes ensamblables y desmontables, con medios de acople (8), que pueden ser tornillos u otros medios apropiados para ensamblar las partes baja (30) e intermedia (31) de dicha cámara (2).
La parte intermedia (31) se puede interconectar con la parte superior (32) de la cámara (2) por medios de acople (9), y en la parte intermedia se conforman ganchos (14) que facilitan el transporte y la maniobra de colocación.
La estructura de la cámara (2) puede incluir pared (s) divisoria (15) que separa los reactores que conforman la cámara (2), también puede incluir una abertura (16) situada en la parte superior (32) para la salida de los gases tratados. La estructura dispone de dos ventanillas (13) que pueden funcionar como visores, las cuales se pueden ubicar estratégicamente en la parte intermedia (31 ) de la cámara (2). De acuerdo al procedimiento de la presente invención, el primer contacto y reacción química entre al ozono y los gases crudos (10) de entrada a la cámara (2), se realiza en la turbina del extractor (1 1 ) que alimentan a la cámara. Otra parte del ozono puede ser inyectado directamente a las soluciones acuosas (22 y 23) donde se borbotea. En ambos casos, la acción del ozono es inmediata, desde el primer momento se inicia la oxidación y degradación de los compuestos de los gases por la acción del ozono. En el interior de la cámara (2) se lleva a cabo un proceso fisicoquímico entre los compuestos de los gases crudos, el ozono, el peróxido, radicales OH. y la solución acuosa de lavado (22 y 23).
Las figuras muestran un esquema de la cámara (2) donde el fondo de dicha cámara hace funciones de depósito de soluciones acuosas de lavado con un nivel de liquido (5) establecido. De un lado la solución acuosa 1 (22) y del otro la solución acuosa 2 (23), separadas por la pared divisoria (15). Ambas soluciones de lavado pueden ser preparadas de antemano a diferentes pH en acuerdo a los contenidos químicos de los gases y al procedimiento de la presente invención, con el fin de eliminar de manera selectiva compuestos de la mezcla gaseosa. La cámara (2) puede disponer de válvulas de drenado (12).
La presente invención es particularmente efectiva en el caso de aguas residuales municipales, cuyos compuestos principales son el ácido sulfhídrico (H2S), amonio (NH3), metano (CH4) y en menor cantidad aldehidos, cetonas, bióxido de carbono y mercaptanos. De acuerdo al procedimiento de la invención, para Aguas Residuales Municipales, primero se pueden lavar los gases con pH< 6 en el primer reactor y en un segundo momento con pH > 9 en el segundo reactor. La solución acuosa (22) del primer reactor con el paso del tiempo reduce su pH y se convierte en solución acida por la reacción del H2S con el ozono para producir ácido sulfúrico H2S04.
La solución acuosa de cada reactor puede estar en permanente recirculación mediante la bomba (17) del sistema de recirculación de solución acuosa (21) incluido en la cámara (2). En esta tubería puede colocarse un Venturi (34) para inyectar Peróxido de Hidrogeno.
Cada reactor de la cámara (2) puede contar con un mecanismo de recirculación que puede incluir una bomba (17) , un filtro, válvulas de control de flujos, bypass, venturi (34), tuberías de llenado y drenado, medidores de niveles (5) y un sistema de espreas (18) en el techo de la cámara cubriendo toda el área transversal del reactor. Los materiales y equipos utilizados deben ser resistentes al ozono y a la agresividad de los gases tratados.
De acuerdo al procedimiento de la presente invención, el líquido (22) puede subir hasta un sistema de aspersores (18) distribuidos uniformemente en el techo de la cámara (2). Los mecanismos de recirculación de las soluciones acuosas (22 y 23) ozonizadas tienen por objeto "lavar" los gases malolientes e impregnarlos de ozono y Peróxido de Hidrogeno.
Los volúmenes de las cámaras son espacios de contactos de fluidos en movimiento, a contracorriente, donde los vapores y gases se mueven hacia arriba (19) cubriendo toda el área transversal del recipiente, el líquido es espreado en diminutas partículas hacia abajo, buscando siempre lograr la mayor área de contacto líquido - gas.
De acuerdo al procedimiento de la invención, la mezcla gas-ozono de entrada a la cámara (2), es distribuida por medio de un maniful y expulsada sobre la superficie del liquido por una red de tuberías (26), cuyas salidas hacia abajo garantizan colocar el gas uniformemente sobre la superficie líquida de las soluciones acuosas 1 y 2 (22 y 23), en ese lugar se mezcla con el ozono residual húmedo emergente del líquido.
El contacto entre el ozono y la solución líquida, en parte tiene lugar en el seno del líquido donde se pueden ubicar una serie de difusores (33) los cuales se alimentan desde el exterior de la cámara (2). El ozono disuelto, en las soluciones 1 y 2 (22 y 23) puede garantizar la desinfección de dichas soluciones en recirculación y puede llegar a saturación, el ozono residual gaseoso emerge mezclado con gas (19) y continua su contacto con dicho gas y la lluvia de líquido procedente de los aspersores (18) del techo, la mezcla gaseosa puede ser captada por un sistema de tuberías (27) coladas en el techo para trasladarla y conducirla al segundo reactor, llevarla a la parte inferior hasta el maniful de distribución sobre la superficie liquida del segundo reactor de la cámara (2).
Fácilmente, se puede garantizar la presencia de ozono residual, debido a que la cantidad de líquido utilizada es constante y la alimentación permanente de ozono pronto la puede saturar.
De acuerdo al procedimiento de la presente invención, el primer paso consiste en realizar un análisis químico de la composición de gases y conocer la cantidad o flujo de gas crudo. Los parámetros de operación pueden ser ajustados a las oscilaciones que pudieran presentarse a diversas horas del día, fines de semana y por cambios climatológicos de las épocas del año, de acuerdo a las estadísticas, los valores de temperatura, humedad relativa, consumos de agua se ven incrementados en los meses de verano lo que impacta la producción de gases en cárcamos.
Por otra parte, en invierno la densidad de los gases emitidos a la atmosfera se incrementa y la dilución de los mismos en las alturas de las corrientes del aire disminuye, debido entre otras cosas a que el H2S es más denso que el aire.
El sistema de desinfección y eliminación de malos olores de la presente invención, es particularmente ventajoso si se considera que la operación del sistema puede ser automatizada colocando en línea de sensores en la salida de los gases tratados, con el fin de detectar concentraciones de compuestos de interés, que requieran la activación de producción de ozono y el funcionamiento del extractor. De igual manera, dichos sensores pudieran controlar el nivel del líquido, la aplicación de Peróxido y el pH en cada reactor.
Ejemplo 1.-
A manera de ejemplo, la presente invención proporciona los parámetros promedio y el rango de operación para un caso real de eliminación de malos olores en un cárcamo.
Flujo de gases a tratar: 15-1 10 lt/min.
Capacidad del generador de ozono (O3): 5-60 gr/h
Rango de Concentración de H2S: 50-260 ppm
Rango de temperatura (T): 10-45-°C
Rango de PH: 5 - 12 Volumen utilizado para 2 reactores: 20 m3
Solución para control de pH; Sosa Caústica al 10%
Las reacciones químicas para el tratamiento de los gases en acuerdo al procedimiento de la presente invención, ha sido confirmada mediante análisis cuantitativo.
Al contacto del ozono con los componentes de los gases y la solución acuosa, el sulfuro de hidrógeno es oxidado para obtener:
H2S + 03 — S + H2 + 02
Y la reacción del ozono en la solución acuosa forma acido sulfúrico, lo cual puede provocar la reducción del pH
H2S + 203 — H2 SO4 + 02
De acuerdo al procedimiento de la invención, la eficiencia del segundo reactor mejora debido a la Oxidación Avanzada (AOP) provocada con pH alto (pH = 12), lo que propicia la formación de radicales libres OH'.
La Oxidación Avanzada siempre es muy severa por la reactividad de los radicales OH' y por lo tanto mejora la degradación de todo tipo de compuestos oxidables, los pH altos se logran de manera práctica agregando Sosa Caústica al 10% a la solución acuosa 2:
H2 + 2 NaOH— 2H2O + Na2S
H2S + 4/3 O3 + 2 NaOH— 2 H2O + Na2 SO4 En la presente invención estas ecuaciones químicas dan orientación básica para estimar los consumos de ozono. En términos generales, las necesidades de O3, para la oxidación del H2 S son de 2:1 .

Claims

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:
1. - Sistema para desinfectar y eliminar malos olores en gases, caracterizado por un mecanismo de alimentación de gases crudos (1), una cámara de contacto y reacción provista de sistema de recirculación de liquido con inyector de Peróxido de hidrogeno y una caseta de operaciones y producción de ozono (3).
2. - Sistema para desinfectar y eliminar malos olores en gases de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado por una cámara de contacto y reacción (2) conformada al menos por tres partes ensamblables y desmontables, y dicha cámara (2) incluye al menos una pared divisoria (15) y una abertura (16) situada en la parte superior para la salida de los gases tratados.
3. - Sistema para desinfectar y eliminar malos olores en gases de conformidad con las reivindicaciones anteriores caracterizado por una cámara de contacto y reacción (2) que contiene en la parte baja depósitos de soluciones acuosas, separados por una pared divisoria (15), un depósito por la solución acuosa 1 (22) y del otro lado de dicha pared (15) el otro depósito para la solución acuosa 2 (23).
4. - Sistema para desinfectar y eliminar malos olores en gases de conformidad con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por una cámara de contacto y reacción (2) que incluye un mecanismo de recirculación de líquidos, conformado por una bomba (17), un filtro, válvulas de control de flujo, bypass, venturi (34), tuberías de llenado y drenado, medidores de niveles (5) y un sistema de espreas (18) cubriendo toda el área transversal del reactor.
5.- Sistema para desinfectar y eliminar malos olores en gases de conformidad con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado, por una cámara de contacto y reacción (2) que considera un sistema de difusores de gases (38) mezclados con ozono, que incluye un sistema de difusores inferiores (26) conformado por una red de tuberías cuyas salidas hacia abajo pueden expulsar el gas uniformemente sobre la superficie líquida, y otra serie de difusores (33) para ozono en el seno del líquido.
6.- Un procedimiento para desinfectar y eliminar malos olores en gases, a base de ozono y peróxido de hidrogeno caracterizado por alimentar ozono a una cámara de contacto y reacción (2) por dos líneas, una a la turbina (11) de alimentación de gases crudos y la otra directamente a difusores (33) colocados dentro del seno de soluciones lavadoras 1 y 2, el Peróxido puede ser inyectado con un Venturi (34) en la tubería de recirculación de la solución acuosa.
7.- Un procedimiento para desinfectar y eliminar malos olores en gases, caracterizado por contactos de fluidos en movimiento, a contracorriente, donde los vapores y gases se mueven hacia arriba (19), cubriendo toda el área transversal de la cámara (2), el líquido es espreado hacia abajo en diminutas gotas, la mezcla gas-ozono de la tubería de entrada a dicha cámara (2), es distribuida dentro del primer reactor por medio de un sistema de difusores inferiores (26), el ozono residual gaseoso puede emerger mezclado con gas (19) desde el seno de la solución acuosa y continuar en contacto con dicho gas y la lluvia de líquido procedente de los aspersores (18), la mezcla gaseosa es captada por un sistema de tuberías superiores (27) donde dichos gases, son trasladados (24) a la parte baja de dicha del segundo reactor (2).
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