WO2016022015A1 - Mezcla activadora y catalizador iónico para el tratamiento de agua y sus aplicaciones - Google Patents
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- WO2016022015A1 WO2016022015A1 PCT/MX2014/000187 MX2014000187W WO2016022015A1 WO 2016022015 A1 WO2016022015 A1 WO 2016022015A1 MX 2014000187 W MX2014000187 W MX 2014000187W WO 2016022015 A1 WO2016022015 A1 WO 2016022015A1
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- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
Definitions
- the present invention relates to the reaction of two chemical mixtures, particularly an activating mixture and an ionic catalyst, to activate and purify water for use in agriculture, livestock and sustainable energy.
- Water is a chemical compound formed by two hydrogen atoms attached to an oxygen atom, it is a small V-shaped molecule with formula H 2 0 (FIGURE 1)
- the oxygen atom has 8 electrons, in water the 1 s atomic orbital is completed with two electrons, while the 2s and 2p orbitals hybridize to form sp3 orbitals, which make up a tetrahedron.
- the remaining six electrons are located in the sp3 orbitals, two of these are completed forming pairs of non-shared electrons and the remaining two form the bonding orbitals for each of the hydrogens, which provide one electron each.
- the pairs of non-shared electrons in the water are larger than the electronic clouds of the hydrogens, causing the original tetrahedron angle of 109.47 ° in the water molecule to reduce to 104.47 ° in the water; additionally this difference in sizes in the electronic clouds, causes a modification in the electron density of the molecule, which is measured as its dipole moment, being for the water of 1.85 Debies.
- the value of 104.47 ° is the experimental measurement for water in the vapor state, however in the liquid state, the "pure" water has an angle of 105.5 ° to 106 °, due to the hydrogen bridge (FIGURE 2).
- Hydrogen bonding or hydrogen bonding is formed when a hydrogen atom that is attached to a very electronegative atom is attracted at the same time by a single pair of electrons belonging to a very electronegative atom and small (N, O or F) of a nearby molecule.
- the water molecule is capable of forming four hydrogen bonds, two by means of the hydrogen atoms and two by the solitary pairs of the oxygen atom (FIGURE 3).
- the effect is reinforced by additional polarization effects and the intermolecular transfer by resonance of the vibrational energy of O-H, mediated by dipole-dipole interactions and hydrogen bonds. The reorientation of a molecule induces the corresponding movement of its neighbors, generating a chain reaction in the water molecules.
- Magnetically ionized water cleans the salt deposits that form in all types of ducts, its use in agriculture has proven to accelerate the speed of crop growth, it has been proven that this water mixed with the cement for construction, provides as result in greater resistance in the resulting material.
- the permanent magnet industry has proliferated throughout the world. Water that has contact with a permanent magnet modifies its properties according to the time of exposure to the magnetic field. However, the properties generated by the magnetism are not permanently preserved and the water after a while, returns to its original state.
- Electrocoagulation is an alternative method for sewage treatment. It consists of a process of destabilization of water contaminants that are in suspension, emulsified or dissolved, by the action of direct electric current of low voltage and by the action of metal slaughter electrodes, usually aluminum / iron. It is a compact device that operates continuously, through a specially designed reactor where the metal plates or electrodes are located to produce electrocoagulation. In this process a high load of cations is generated that destabilize the contaminants of the wastewater, complex hydroxides are formed, these have adsorption capacity producing aggregates (flocs) with the contaminants. Turbulence is generated by the action of the gas formed and the flocs produced are pushed towards the surface.
- Another beneficial phenomenon of electrocoagulation is chemical oxidation that allows to oxidize metals and pollutants to non-toxic species and degrade the COD / BOD (Chemical Oxygen Demand / Biochemical Oxygen Demand) substantially.
- the main advantage of using ultrasound pulses to treat wastewater is that it is an ecological or "green” technological process.
- High intensity pulses of sound waves have been shown to cause cavitation and collapse of microbubbles that destroy E. coli bacteria and other organic components of wastewater.
- the vibrations also help to introduce oxygen into the water. It has also been shown to degrade orange acid, an industrial dye.
- Water self-ionization also called water self-dissociation
- H 3 O + hydronium ion
- OH- hydroxide ion
- This is an example of self-hydrolysis and is based on the amphoteric nature of water.
- Sedimentation The force of gravity that makes a particle denser than the water has a downward trajectory is used, depositing at the bottom of the container that contains the water that is being treated by this technique. It only works for separation of large and dense particles (sands). It has high maintenance costs for sediment extraction equipment. Requires prior coagulation-flocculation.
- Coagulation-Flocculation destabilizes the colloidal suspension (coagulation) and favors flocculation to obtain sedimentable particles. It needs the addition of chemicals (coagulants, flocculants ). It favors the increase in particle size and density. Sedimentated sludge requires treatment for stabilization and disposal, generating high costs.
- Electrochemical processes Electric current is passed through the water causing oxidation-reduction reactions. Electric power is required through electrodes of different materials. Versatility of the equipment. It does not require reagents. It generates a high consumption of electrical energy.
- Ionic Exchange Uses a material that is capable of selectively retaining ions dissolved in water on a surface and yielding them to a solution.
- Biological Aerobes Microorganisms that degrade organic material in the presence of oxygen. They require aeration equipment, these equipment generate high energy consumption. Important generation of sludge. High oxygen requirement Determination of internal control parameters.
- Biological Anaerobes Microorganisms that degrade organic material in the absence of oxygen. Stirrers, boiler and / or compressor are required. It generates bad smells. It requires a post-treatment. Long start-up periods.
- Osmosis Semi-permeable physical barriers that separate two phases, preventing their last contact and restricting the movement of molecules through them selectively. For its operation requires membranes, reagents and pressure pump. Problems of fouling of membranes.
- the water treatment techniques described above are just some of the conventional techniques, some of them are more than 50 years old.
- the invention consists of the combination of two chemical mixtures that react at the molecular level, called activator mixture and ionic catalyst, respectively.
- activator mixture and ionic catalyst Such mixtures when interacting with contaminated water in a physical space such as a treatment plant, generate a chain reaction in the water molecules, this reaction causes the contaminants to degrade and precipitate, purifying the water and taking it to the point of purification .
- the chain reaction is generated by the effect of ionization in the water in a continuous and stable state, for a period of time not less than 6 months, giving the activated water, by the invention, different properties applicable to livestock, agriculture, Health and sustainable energy sector.
- FIGURES 1 to 3 show various schemes related to the structure of the water molecule.
- FIGURE 4 shows the basic design of a water treatment plant using the activator mixture (Reagent) and the ionic catalyst of the invention.
- FIGURE 5 are photographs of the input sample, after Separating the Hydrocarbons, Half of Treatment and after Treatment.
- FIGURE 6 are images of the treatment applied to the sample.
- FIGURE 7 shows the analysis of the outlet water of the PTAR with the activating mixture and ionic catalyst.
- FIGURE 8 shows the output analysis of the Total Nitrogen WWTP.
- FIGURE 9 shows the analysis of total Coliform Outflow water. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
- the properties acquired by the activator mixture are retained for more than one year.
- the present invention aims at the combination of two chemical mixtures one of which is an activating mixture and an ionic catalyst, this in order to cause a chemical reaction capable of generating a chain reaction in the water molecules, causing it is activated, structurally changing the water molecule.
- This structural change generates a continuous ionization of water for more than 1 year, granting water purification properties and properties applicable in fields such as agriculture, livestock, in the human health sector and in sustainable energy.
- the present invention is based on a controlled form of induction of magnetic fields, where the ionization process is carried out in an autocatalyzed reaction, that is, without the need for an external source to initiate the process, such a reaction is carried out. by combining the activator mixture and the ionic catalyst of the invention.
- the activated water degrades contaminants, including organic matter degrades to C0 2 and water, acting as a flocculating agent and activated precipitated contaminants for disposal.
- the activator mixture is focused on the purification of water and its activation to achieve it, having positive effects on agriculture, livestock and renewable energy.
- Activated demineralized water is used in the preparation of the reagent.
- Activating Mix 50ml of the Activating Mix is used per 1000L of demineralized water, which is equivalent to 1 drop per liter of water, once added the Activating Mix is stirred for a time of 20 min and allowed to stand for a minimum of 2 hrs .
- the Activating Mixture will take the water to a higher ionic state, that is; a constant association and dissociation of the molecule, allowing the preparation of more activator mixture.
- Said Activating Mixture will cause structural effects on the water molecule in a chain reaction.
- the base is prepared.
- the base is again placed under stirring for a minimum time of 1 hour and a half, once the stirring time has elapsed, 5.8 kilograms of titanium dioxide are added, this in constant agitation, is left stirring for a period of 30 min.
- the demineralized water must be previously activated by the activator mixture, in relation to 1 drop per liter, stir for 20 min and let stand for 1 hour.
- Water treatment in the treatment plant This plant has a specific design to efficient treatment times and reduce costs.
- the plant has a reaction tank where specifically dirty water enters with various contaminants such as:
- Waste water from fermentation products such as tequilas or sugar mills.
- any type of water mentioned above enters the reaction tank of the treatment plant with a dosage of 0.05ml per liter of the activator mixture and 2ml of the Ionic Catalyst per liter on average (dosages may vary in based on the type of water to be treated) they generate an immediate reaction where the effects that arise are:
- Said reaction is immediate generating a removal of contaminants of up to 70% in a time not exceeding 2min.
- the water activation time is shorter than in comparison with other processes, this activation is the one between the reaction of the Activating Mix and the Ionic Catalyst.
- the filters used in the treatment plant are zeolite and activated carbon, for normal and daily use, but the effect that the reagent has on said filters is a water-based activation effect, which is achieved as follows:
- Water is taken from the tap, well or demineralized and activated with the reagent at a rate of 150 ml per cubic meter.
- the water is placed in the prefilter tank to pass the activated water through the filters.
- Activated water is passed through the zeolite and carbon filters.
- the filters also have a sanitizing and degrading effect on activation.
- the activating mixture and the ionic catalyst will always have an effect of activation and purification of water, this provided that both products come into contact with water.
- the design that was generated from the treatment plant, as well as the filters, is an effector of the treatment. This design optimizes the times and costs in a daily operation having savings of more than 60% against conventional technologies such as biological systems and others.
- Halzardous may cause radiation), acids or production of base diseases, oxidants byproducts
- the metabolic activity of microorganisms is used to eliminate
- the Port of Dos Bocas is located in the state of Tabasco, on the southern coast of the Gulf of Mexico, allowing it to stand out for its excellent geographical location, as it provides immediate connectivity to companies with the main consumption centers and the most important oil cities of the region, through the highway axes and the international airport of the city of Villahermosa.
- Type "A" Receiving Bodies In the case of discharges made from marine platforms or mobile sources, the quotas established for type A receiving bodies will apply.
- FIGURE 5 shows photographs of the input sample, after Separating the Hydrocarbons, Half of Treatment and after Treatment.
- This water is from the automotive battery recycling industry with high lead content and acidity.
- FIGURE 6 shows images of the treatment applied to the sample.
- the present invention was applied in a residual water treatment, coming from an animal trail of cows, where after applying the activator mixture the results shown in FIGURES 7 to 9 were obtained.
- the dosage used of the activator mixture varies depending on the type of water to be treated, in a range of 0.05 ml / liter to 0.15 ml / liter.
- the ionic catalyst of the present invention is used to accelerate the process of ionization of water and degradation of contaminants. For example, a Vinazas water (product of agave fermentation in the tequila industry), is treated with a biological process and subsequently with a flocculation process.
- This vinegar has several parameters such as COD from 65,000 to 80000 ppm, the Mexican standard NOM-001 -SEMARNAT-1996 establishes as a limit in the Law of Discharge Rights, equal to 320 ppm, the treatment that is applied reduces said parameter to approximately 4000 to 6000 ppm with a dosage of polymers and flocculants of 150 to 200 ml / liter of vinasse, together with the time that the vinasse spent in the biological reactors, being its degradation from 65000 ppm to 10,000 ppm, when applying the treatment with the Activating mixture of the present invention, with a dosage of 0.15 ml / liter of vinasse, the degradation of the matter and decrease of the COD parameter was from 65000 ppm to 180 ppm, it is emphasized that the degradation and reaction time in The biological and physicochemical systems could be from 10 to 36 hours, while with the activator mixture of the present invention it can be in a range of 5 to 8 hours.
- the activating mixture of the present invention does not have a basic or acidic water effect, the pH remaining between 7.5 and 8, the water treated with it is perceived as a lighter water, with a shelf life of at least 6 months, without the water being deactivated (de-ionize) providing various benefits to plants and animals.
- the activator mixture of the present invention also acts in waters with a large amount of salts and heavy metals, delivering a water of potable quality.
- the activator mixture of the present invention can be used in agriculture for crop improvement, with a universal dosage of 0.5 ml / liter of irrigation water.
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Abstract
Dos mezclas químicas denominadas Mezcla Activadora y Catalizador Iónico, que originan un efecto de reacción en cadena en la molécula del agua, generando diferenciales de energía, provocando que el agua se purifique mediante la eliminación de contaminantes orgánicos e inorgánicos, mediante un estado de ionización del agua que dura más de un año. El agua tratada con las mezclas de la invención puede utilizarse entre otros campos, la ganadería, la agricultura, el sector salud y la energía.
Description
MEZCLA ACTIVADORA Y CATALIZADOR IÓNICO PARA EL TRATAMIENTO DE
AGUA Y SUS APLICACIONES
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invención se refiere a la reacción de dos mezclas químicas, particularmente a una mezcla activadora y un catalizador iónico, para activar y purificar el agua para usarse en la agricultura, la ganadería y en la energía sustentable.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
El agua es un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno, es una molécula pequeña en forma de V con fórmula H20 (FIGURA 1)
El átomo de oxígeno posee 8 electrones, en el agua el orbital atómico 1 s se completa con dos electrones, en tanto que los orbitales 2s y 2p hibridan para formar orbitales sp3, mismos que conforman un tetraedro.
Los seis electrones restantes se ubican en los orbitales sp3, dos de éstos se completan formando pares de electrones no compartidos y los dos restantes conforman los orbitales de enlace para cada uno de los hidrógenos, los cuales aportan un electrón cada uno.
Dada la naturaleza más electronegativa del oxígeno comparada con la del hidrógeno, los átomos de oxígeno en el enlace tienen una densidad electrónica menor que en el estado puro, como hidrógeno gas (H2), es decir que son más pequeños.
Los pares de electrones no compartidos del agua tienen un mayor tamaño que las nubes electrónicas de los hidrógenos, ocasionando que en la molécula de agua, el ángulo original del tetraedro de 109.47°, se reduzca a 104.47° en el agua; adicionalmente esta diferencia de tamaños en las nubes electrónicas, causa una modificación en la densidad electrónica de la molécula, que se mide como su momento dipolar, siendo para el agua de 1.85 Debies.
El valor de 104.47° es la medición experimental para agua en estado de vapor, sin embargo en estado líquido, el agua "pura" tiene un ángulo de 105.5° a 106°, debido al puente de hidrógeno (FIGURA 2).
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo
y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. La molécula de agua es capaz de formar cuatro enlaces de hidrógeno, dos por medio de los átomos de hidrógeno y otros dos por medio de los pares solitarios del átomo de oxígeno (FIGURA 3).
Los puentes de hidrógeno pertenecientes a moléculas de agua que están en contacto con otras substancias (solutos disueltos), forman puentes de hidrógeno con diferente energía, dependiendo de la substancia que sea, dichos puentes pueden ser más fuertes o débiles; debido a que cada puente de hidrógeno afecta al resto de los puentes de hidrógeno en un cuerpo de agua, se genera un efecto de "transporte de información"; es decir que los puentes de hidrógeno que interactúan con dicha substancia causan que los puentes de hidrógeno que no interactúan directamente con ésta, se comporten como si lo hicieran, con más fuerza entre más cercana sea su proximidad. El efecto se refuerza por efectos de polarización adicional y la transferencia intermolecular por resonancia de la energía vibracional del O-H, mediado por interacciones dipolo-dipolo y los puentes de hidrógeno. La reorientación de una molécula induce al correspondiente movimiento de sus vecinos, generando una reacción en cadena en las moléculas de agua.
Algunas patentes del estado de la técnica hablan de estados de activación de agua, no de agua activada, por ejemplo; la patente China con No. de solicitud 15283397 del 27 de mayo de 1997, de Kijima Yoshimichi, divulga una mezcla de compuestos ferrosos para provocar la activación y menciona la mezcla de compuestos activos para formar un complejo. La patente China con No. de solicitud 200610060848.9 fechada el 31 de mayo de 2006 de Yian Qibiao refiere un proceso para activar el agua químicamente con métodos basados en electricidad, limpiando el agua mediante compuestos de fierro, iones de Ca, Zn y Cu y el uso de TiO2 en un proceso de óxido-reducción.
Las técnicas conocidas para una activación del agua o estados de activación del agua incluyen: magnetismo, electrocoagulaciones, equipos externos de electricidad, óxido-reducción con electrodos, ultrasonido, mezcla de dos o más de las anteriormente mencionadas, adicionalmente; uso de mezclas basadas en compuestos ferrosos. Algunas patentes marcan estados de afectación del ángulo de la molécula de agua, el cual es provocado principalmente por sistemas magnéticos.
La patente China con número de solicitud 15283397 del 27 de mayo de 1997 y con número de publicación 10330207 con fecha del 15 de diciembre de 1998 titulada "Agua activada", divulga una invención basada en un compuesto ferroso y sales de
fierro mezclado con compuestos como ácidos orgánicos y compuestos de nitrógeno. Se refiere a una agua activada con aplicaciones en farmacología, plantas y animales.
La patente China número de aplicación 200610060848.9 con fecha de aplicación del 31 de mayo del 2006 y número de publicación 1868900 con fecha de publicación del 29 de noviembre del 2006, titulada "Micro Electrolitytic energy water treatment element and its preparation method", se enfoca en el proceso de activar el agua químicamente con métodos basados en electricidad, para limpiar el agua a través de compuestos de fierro, iones de calcio, zinc y cobre y el uso de oxido de titanio en un proceso de óxido-reducción.
Respecto a la ionización del agua por magnetismo, se conoce que la acción de los campos magnéticos modifica las características del agua, tales como: temperatura, densidad, tensión superficial, viscosidad y conductividad.
El agua ionizada magnéticamente limpia los depósitos de sales que se forman en todo tipo de conductos, su empleo en la agricultura ha probado acelerar la velocidad de crecimiento de los cultivos, se ha comprobado que esta agua mezclada con el cemento para la construcción, brinda como resultado una mayor resistencia en el material resultante. La industria de los imanes permanentes ha proliferado en todo el mundo. El agua que tiene contacto con un imán permanente modifica sus propiedades de acuerdo al tiempo de exposición al campo magnético. Sin embargo, las propiedades generadas por el magnetismo no se conservan de manera permanente y el agua después de un tiempo, vuelve a su estado original.
La electrocoagulación es un método alternativo para la depuración de aguas residuales. Consiste en un proceso de desestabilización de los contaminantes del agua que estén en suspensión, emulsionados o disueltos, mediante la acción de corriente eléctrica directa de bajo voltaje y por la acción de electrodos metálicos de sacrificio, normalmente aluminio/hierro. Es un equipo compacto que opera en continuo, mediante un reactor de diseño especial en donde se hallan las placas o electrodos metálicos para producir la electrocoagulación. En este proceso se genera una elevada carga de cationes que desestabilizan los contaminantes del agua residual, se forman hidróxidos complejos, éstos tienen capacidad de adsorción produciendo agregados (flóculos) con los contaminantes. Por la acción del gas formado se genera turbulencia y se empuja hacia la superficie los flóculos producidos.
Otro fenómeno beneficioso de la electrocoagulación es la oxidación química que permite oxidar a los metales y los contaminantes a especies no tóxicas y degradar
la DQO/DBO (Demanda Química de Oxígeno/Demanda Bioquímica de Oxigeno) de forma sustancial.
Tras el proceso de electrocoagulación se obtiene un desecho en forma acuosa compuesto por especies químicas de hierro ligadas a arsénico. Este residuo debe ser tratado mediante otras técnicas convencionales para separar la mayor parte posible de agua y obtener un subproducto al menor volumen posible y fácil de disponer sin altos costos.
La tecnología del ultrasonido ha existido por décadas y es más conocida como una herramienta de imagen para la medicina. En 1998, el Departamento de Energía de los E. U. A. solicitó por primera vez las patentes correspondientes al uso de la tecnología del ultrasonido pulsado para el tratamiento de aguas residuales. Los científicos han demostrado que esta tecnología puede matar las bacterias del agua residual.
La principal ventaja del uso de pulsos de ultra sonido para tratar las agua residuales es que es un proceso tecnológico ecológico o "verde". Se ha demostrado que los pulsos de alta intensidad de las ondas de sonido causan la cavitación y el colapso de microburbujas que destruyen a las bacterias E. coli y a otros componentes orgánicos de las aguas residuales. Las vibraciones también ayudan a introducir oxígeno en el agua. También se ha demostrado que degradan al ácido naranja, un colorante industrial.
Se conoce también la auto-ionización del agua (también llamada autodisociación del agua) que es la reacción química en la que dos moléculas de agua reaccionan para producir un ion hidronio (H3O+) y un ion hidróxido (OH-):
2 H2O (I) - H3O+ (aq) + OH" (aq)
Este es un ejemplo de autoprotólisis y se basa en la naturaleza anfotérica del agua.
El agua, aunque sea pura, no es una simple colección de moléculas de H2O.
En condiciones estándar las concentraciones de hidróxido e hidronio son ambas tan bajas como ,0 x 10~7 mol/l y los iones rara vez se producen: una molécula de agua seleccionada al azar se disocia aproximadamente cada 0 horas. Puesto que la concentración de moléculas de agua en el agua está en su mayor parte sin afectar por la disociación y es aproximadamente de 56 mol/l, se deduce que por cada 5,6 x 108 moléculas de agua, existirá un par de moléculas como iones. Cualquier solución en la que las concentraciones de H3O+ y OH" sean iguales se considera una solución neutra.
Dicho proceso de autoionización del agua se ha utilizado como parte natural y normal del agua para la disolución de diferentes solutos, convirtiéndola en un solvente universal.
Se conocen varias técnicas para el tratamiento de aguas, tales como:
Sedimentación: Se aprovecha la fuerza de gravedad que hace que una partícula más densa que el agua tenga una trayectoria descendente, depositándose en el fondo del recipiente que contenga el agua que está siendo tratada mediante esta técnica. Solo funciona para separación de partículas grandes y densas (arenas). Tiene costos altos de mantenimiento de equipo de extracción del sedimento. Requiere coagulación-floculación previa.
Coagulación-Floculación: Desestabiliza la suspensión coloidal (coagulación) y favorece la floculación para obtener partículas sedimentables. Necesita la adición de químicos (Coagulantes, floculantes...). Favorece el aumento de tamaño y la densidad de las partículas. Los fangos sedimentados requieren tratamiento para su estabilización y disposición, generando altos costos.
Procesos Electroquímicos: Se hace pasar corriente eléctrica a través del agua provocando reacciones de oxidación-reducción. Se requiere energía eléctrica a través de electrodos de diferentes materiales. Versatilidad de los equipos. No requiere de reactivos. Genera un consumo alto de energía eléctrica.
Intercambio iónico: Utiliza un material que es capaz de retener selectivamente sobre una superficie los iones disueltos en el agua y los cede frente a una disolución. Utiliza Resinas. Es un proceso selectivo y solo tiene adaptación a sustancias específicas.
Biológicos Aerobios: Microorganismos que degradan material orgánico en presencia de oxígeno. Requieren de equipos de aireación, estos equipos generan alto consumo de energía. Importante generación de fangos. Requerimiento alto de oxígeno. Determinación de parámetros de control interno.
Biológicos Anaerobios: Microorganismos que degradan material orgánico en ausencia de oxígeno. Se requiere de agitadores, caldera y/o compresor. Genera malos olores. Requiere un post-tratamiento. Largos periodos de puesta en marcha.
Osmosis (Membranas): Barreras físicas semipermeables que separan dos fases, impidiendo su último contacto y restringiendo el movimiento de las moléculas a través de ellas de forma selectiva. Para su operación requiere de membranas, reactivos y bomba de presión. Problemas de ensuciamiento de las membranas.
Las técnicas de tratamiento de agua descritas anteriormente son solo algunas de las técnicas convencionales, algunas de ellas tienen más de 50 años de antigüedad.
Solamente la técnica que consiste de procesos electroquímicos puede generar un estado iónico continuo del agua, a un alto costo.
Las propiedades del agua que se han generado mediante diferentes procesos de ionización han originado el estudio de dichos efectos en diferentes aplicaciones, las formas de ionización más conocidas no garantizan que el agua quede activada al 100% y durante un tiempo prolongado, no más de 2 a 3 meses, con alto costo e inestabilidad de ciertas propiedades.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La invención consiste en la combinación de dos mezclas químicas que reaccionan a nivel molecular, denominadas mezcla activadora y catalizador iónico, respectivamente. Tales mezclas al entrar en interacción con agua contaminada en un espacio físico como una planta de tratamiento, generan una reacción en cadena en las moléculas del agua, esta reacción provoca que los contaminantes se degraden y precipiten, purificando el agua y llevándola al punto de potabilización. La reacción en cadena se genera por el efecto de ionización en el agua en un estado continuo y estable, por un período de tiempo no menor a 6 meses, otorgando al agua activada, mediante la invención, diferentes propiedades aplicables a la ganadería, agricultura, sector salud y energías sustentables.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las FIGURAS 1 a 3 muestran diversos esquemas relacionados con la estructura de la molécula de agua.
La FIGURA 4 muestra el diseño básico de una planta de tratamiento de agua usando la mezcla activadora (Reactivo) y el catalizador iónico de la invención.
La FIGURA 5 son fotografías de la muestra de entrada, después de Separar los Hidrocarburos, Mitad de Tratamiento y después del Tratamiento.
La FIGURA 6 son imágenes del tratamiento aplicado a la muestra.
La FIGURA 7 muestra al análisis de agua de salida de la PTAR con la mezcla activadora y catalizador iónico.
La FIGURA 8 muestra el análisis de salida de la PTAR Nitrógeno Total.
La FIGURA 9 muestra el análisis de agua de Salida Coliformes totales.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Es un objeto de la presente invención proporcionar una mezcla activadora de la molécula del agua que genera una reacción en cadena a través de los puentes de hidrógeno mediante una afectación estructural de su ángulo, obteniendo así propiedades benéficas aplicables en el tratamiento de aguas residuales. Además, las propiedades adquiridas por la mezcla activadora se conservan por más de un año.
Es otro objeto de la presente invención proporcionar una mezcla activadora de la molécula del agua sin necesidad de una fuente externa de energía.
La presente invención tiene por objeto la combinación de dos mezclas químicas una de las cuales es una mezcla activadora y un catalizador iónico, esto con el fin de causar una reacción química capaz de generar una reacción en cadena en las moléculas de agua, provocando que ésta se active, cambiando estructu raímente la molécula de agua. Este cambio estructural genera una ionización continua del agua por más de 1 año, otorgando propiedades de purificación del agua y propiedades aplicables en campos como la agricultura, la ganadería, en el sector salud humano y en energía sustentable.
La presente invención se basa en una forma controlada de inducción de campos magnéticos, en donde el proceso de ionización se lleva a cabo en una reacción autocatalizada , es decir, sin necesidad de una fuente externa que inicie el proceso, tal reacción se lleva a cabo al combinar la mezcla activadora y el catalizador iónico de la invención.
Se excitan las moléculas del agua, alterando la estructura de puentes de hidrógeno y aprovechando la interacción que refuerza dicha alteración. El resultado es una afectación de las interacciones entre las moléculas de agua, así como con las substancias presentes en ella, lo cual puede apreciarse como un cambio en el comportamiento fisicoquímico del agua. Tales cambios pueden ser entre otros:
. Cambio en el punto de ebullición/congelación de soluciones,
. Mayor solubilidad de sales incrustantes (carbonatos de calcio y magnesio, silicatos),
. Mayor conductividad de soluciones salinas,
. Desestabilización de diversos tipos de emulsiones (Incluyendo aceite soluble). La afectación que surge de la reacción de la mezcla activadora en la zeolita y/o la arena sílice y al carbón activado, genera que éstos puedan ser utilizados como
intercambiadores iónicos para la remoción de iones de calcio, magnesio, metales pesados afines, arsénico, etc.
En la asociación y disociación de la molécula de agua, provocada por la mezcla activadora de la invención, se genera una fuerza electrostática del 70% al 90% y un estado covalente de un 10% al 30%.
En base al mecanismo de Grotthuss que dice: "El movimiento efectivo de un protón implica la reorganización de los enlaces de un grupo de moléculas de agua. La transferencia del protón entre moléculas vecinas tiene lugar cuando una molécula rota de tal manera que el enlace de hidrogeno 0-H....0 se puede convertir en O...H-0 produciéndose un salto muy rápido (con energía de activación muy pequeña) entre moléculas vecinas. A su vez, en otros solventes estos iones son mucho más lentos, esto apunta a un mecanismo especial solo en medio acuoso", la mezcla activadora y el catalizador iónico de la presente invención, generan una asociación-disociación de dichas interacciones moleculares, generando pequeños diferenciales energéticos en los rompimientos de enlaces de los puentes de hidrógeno y generación de los mismos.
El agua activada degrada a los contaminantes, incluso a la materia orgánica la degrada a C02 y agua, comportándose como un agente floculador activado y precipita a los contaminantes para su disposición.
A diferencia de la técnica existente, para la mezcla activadora (reactivo) y el catalizador iónico de la presente invención, no se usa ningún tipo de compuesto ferroso.,
La mezcla activadora está enfocada a la purificación del agua y a la activación de la misma para lograrla, teniendo efectos positivos en la agricultura, ganadería y energías renovables.
PREPARACIÓN DE LA MEZCLA ACTIVADORA
Compuestos:
Sulfato de aluminio
Dióxido de Cloro
Ácido Clorhídrico
- Peróxido de hidrogeno
Dióxido de Titanio
Ácido cítrico en polvo
Agua desmineralizada
Los componentes aquí descritos se manejan en grado industrial, a excepción
del ácido cítrico que debe ser grado reactivo.
En la preparación del reactivo se usa agua desmineralizada activada.
Activación natural del agua desmineralizada.
Se colocan 600L de agua desmineralizada en un contenedor para agua, se agregan 60 gramos de ácido cítrico, se agita por 30 minutos, se agregan 30 mi de ácido clorhídrico (esto favorece al estado iónico del agua, junto con el ácido cítrico que es un activador natural del agua), se agita por 20 minutos más. Es importante la agitación ya que favorece la activación. Se deja reposar el agua por un mínimo de 2 horas.
Activación del agua con la mezcla activadora
Se usan 50ml de la Mezcla Activadora por cada 1000L de agua desmineralizada, que es equivalente a 1 gota por cada litro de agua, una vez agregada la Mezcla Activadora se agita por un tiempo de 20 min y se deja reposar por un mínimo de 2 hrs.
La Mezcla Activadora llevará al agua a un estado iónico mayor, esto es; una constante asociación y disociación de la molécula, permitiendo la preparación de más mezcla activadora.
Dicha Mezcla Activadora provocara afectaciones estructurales en la molécula de agua en una reacción en cadena.
PREPARACIÓN DE LA BASE
Una vez activada el agua ya sea por forma natural o por la mezcla activadora se prepara la base.
Para la preparación de la base se toman 600L de agua desmineralizada activada, se agregan 350kg de sulfato de aluminio de la siguiente forma:
1. Se coloca en agitación 500L de agua desmineralizada activada, se debe agitar mínimo por 15 min antes de agregar el sulfato de aluminio.
2. Pasados los 15 min mínimo, se continua con la agitación constante y poco a poco se agrega el sulfato de aluminio, preferentemente espolvoreado y despacio.
3. Al completar de agregar los 350kg de sulfato de aluminio se deja en agitación por un mínimo de 2 horas, completando a 600L de agua.
4. Posterior a las 2 horas de agitación se deja reposar por un mínimo de
12horas sin cerrar completamente el contenedor.
5. Revisar el color blanco espeso.
Si en la base preparada se llega a formar una fase inferior ligera, con agitación desaparece, solubilizándose de nuevo.
Pasado el tiempo de reposo de la base se continúa con la preparación.
Se coloca nuevamente en agitación la base por un tiempo mínimo de 1 hora y media, una vez pasado el tiempo de agitación se agregan 5.8 kilogramos de dióxido de titanio, esto en constante agitación, se deja agitando por un período de 30 min.
Se coloca 1 litro de ácido clorhídrico en agitación a una temperatura de 35°C, una vez alcanzada dicha temperatura se agregan 5 mililitros de peróxido de hidrogeno y se agita por 5 min más, al pasar los 5 min se agregan 5 gramos de dióxido de titanio y se apaga la temperatura, dejando enfriar a temperatura ambiente con constante agitación.
Al alcanzar la temperatura ambiente (23.5° - 25°C) se apaga la agitación, se toma la mezcla preparada y se vacía en el contenedor de la base, el cual está en constante agitación.
Al agregarle la mezcla se continúa agitando por 30 min.
Posterior a eso se agregan al mismo tiempo 2.7 litros de peróxido de hidrogeno y se agita por 30 min mas.
Pasado el tiempo de agitación de los 30 min, se agregan 35litros de dióxido de cloro, tapando el contenedor y dejando agitar por un tiempo de 30 min más.
Pasado el tiempo de agitación se agregan 5 litros de ácido clorhídrico y se agita por un tiempo de 30 min más.
Pasado el tiempo se deja reposar por 1 hora y después de esa hora se agita nuevamente por 30 min, después de los 30 min se deja reposar por 12 horas mínimo.
Después de las 12 horas de reposo mínimo, se vuelve a agitar y se envasa el producto de la mezcla activadora, la cual se torna de color amarillo, conforme pase el tiempo la mezcla se tornara de color entre blanco y arena, quedando listo.
Entre mayor tiempo pase de almacenaje o repose o más "vieja" sea la mezcla activadora más efectiva será en el tratamiento, teniendo hasta ahora un tiempo de vida estimado en 10 años mínimo, realmente probado se han puesto a prueba mezclas activadoras de 1 , 2 ,3 4 y 5 años, encontrando que la de 5 años tiene mayor efectividad y rapidez, esto probado en diferentes lotes.
PREPARACIÓN DEL CATALIZADOR IONICO
Compuestos:
Agua desmineralizada activada
Oxido de zinc
Dióxido de Titanio
Hidróxido de calcio
El agua desmineralizada debe de ser activada previamente por la mezcla activadora, en relación de 1 gota por litro, agitar por 20 min y dejar reposar por 1 hora.
Pasado el tiempo de reposo se agrega a 19 litros de agua desmineralizada activada 0.5 gramos de dióxido de titanio y se agita por 1 minuto, posteriormente a eso se agregan 0.5 gramos de oxido de zinc y se agita por 1 minuto y se deja reposar por 15 a 20 min, una vez pasado el tiempo se agregan 3.3kilos de hidróxido de calcio y este es agregado lentamente y espolvoreado, se agita por 5 min y queda preparado inmediatamente para su uso.
APLICACIÓN
Tratamiento del agua en la planta de tratamiento. Dicha planta tiene un diseño específico para eficientar los tiempos de tratamiento y reducir los costos.
La planta tiene un tanque de reacción donde específicamente entra el agua sucia con contaminantes diversos como pueden ser:
Fenoles, bencenos, toluenos o xilenos
Alta carga de materia orgánica, procedente de rastros, industria alimenticia, industria citrícola, entre otros.
Agua de desecho de rellenos sanitarios, aguas de lixiviados.
- Agua procedente de industrias químicas.
Industrias productoras de productos de limpieza.
Agua de desecho de productos de fermentación como tequilas o ingenios azucareros.
Agua proveniente de pozo con alto contenido de dureza y metales
- Agua de industria metal mecánica.
Agua de mar para desalinización.
Aguas provenientes de la industria petroquímica.
Aguas con metales pesados.
Aguas sanitarias de desecho municipal.
- Así mismo como potabilización de agua de pozo, rio o lagos.
Entre otros más.
Cualquier tipo de agua antes mencionada entra al tanque de reacción de la planta de tratamiento con una dosificación de 0.05ml por litro de la mezcla activadora y 2ml del Catalizador Iónico por litro en promedio (las dosificaciones pueden variar en
base al tipo de agua a tratar) generan una reacción inmediata donde los efectos que surgen son:
1. Una clarificación inmediata del agua en un tiempo no mayor a 1 min.
2. Precipitación de materia presente en forma inmediata.
3. La precipitación que se da en forma inmediata es por la materia presente, esta materia queda en una forma inactivada y en el 90% de los casos queda lista para un relleno sanitario a excepción de aguas con metales pesados.
4. Dicha reacción es inmediata generando una remoción de los contaminantes de hasta un 70% en un tiempo no mayor a 2min.
5. Conforme el agua fluye al tanque sedimentador el agua continúa con su activación y degradación, removiendo un 15% más de los contaminantes.
6. El tiempo de activación del agua es menor que en comparación con otros procesos, esta activación es la que se propicia entre la reacción de la Mezcla Activadora y el Catalizador Iónico.
7. Por último en la Planta de tratamiento se cuenta con un sistema de filtración por zeolita y carbón, dichos filtros son preparados y activados molecularmente con la Mezcla Activadora, esto para beneficiar el tratamiento.
ACTIVACIÓN DE FILTROS
Los filtros utilizados en la planta de tratamiento son de zeolita y carbón activado, de uso normal y cotidiano, pero el efecto que tiene el reactivo en dichos filtros es un efecto de activación a base de agua, el cual se logra de la siguiente manera:
1. Se toma agua de la llave, de pozo o desmineralizada y se activa con el reactivo a una razón de 150 mi por metro cubico.
2. Una vez activada el agua se coloca en el depósito de prefiltros para hacer pasar el agua activada por los filtros.
3. Los filtros están nuevos y no se ha pasado nada de agua por ellos.
4. El agua activada se pasa por los filtros de zeolita y de carbón.
5. Dependiendo los pies cúbicos de zeolita y carbón es el volumen de agua a pasar por los filtros, a razón de 1 pie cubico es igual a 300 litros de agua activada y esta relación es directamente proporcional al total de pies cúbicos.
6. Una vez pasado el volumen de agua activada por los filtros, estos quedan activados y listos para usarse en el tratamiento.
Los filtros una vez activados funcionan mejor que un filtro normal, obteniendo las siguientes propiedades:
1. Mayor tiempo de vida, se da un aumento de hasta un 60% en el tiempo de vida de los filtros.
2. Mayor retención y remoción de partículas suspendidas.
3. Funciona como un intercambiador iónico para remoción de sales, las cuales se eliminan con un retrolavado.
4. En cuanto a los filtros de carbón que normalmente se saturan por la porosidad del carbón, este al ser activado con el reactivo aumenta su retención y con los retrolavados puede reutilizarse más tiempo.
5. Así mismo los filtros tienen un efecto sanitizante y degradante por la activación.
6. Estos filtros siempre permanecerán activados ya que el agua que se les hace pasar es agua con mezcla activadora y catalizador iónico, esto garantiza que siempre el filtro estará activado.
La mezcla activadora y el catalizador iónico siempre tendrán un efecto de activación y purificación del agua, esto siempre que entren en contacto ambos productos en agua. El diseño que se generó de la planta de tratamiento, así como los filtros, es un eficientador del tratamiento. Este diseño optimiza los tiempos y costos en una operación diaria teniendo ahorros de más de un 60% en contra de tecnologías convencionales como sistemas biológicos y otros.
EVIDENCIA EXPERIMENTAL
TABLA 1. TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO
TECNOLOGIAS DESCRIPCION REQUERIMIENTOS VENTAJAS DESVENTAJAS
·" Reduce
generación de
Presente Rehabilitación efectiva
lodos
invención de aguas residuales a Mezcla Activadora y
*" Proceso
(Mezcla través de las Catalizador Iónico, ·" Dosificación sencillo y diseño
Activadora y afectaciones filtros de arena y exactas
compacto
Catalizador estructurales de las carbón mineral
·" Facilidad de
Iónico) moléculas del agua
separación del
producto
FISICOQUIMICOS
·" Actúa solo con
Se aprovecha fuerza partículas grandes de gravedad que hace *" Costos altos en que una partícula más mantenimiento de
·" Separación de
densa que el agua Equipos e equipo de
Sedimentación partículas grandes
tenga una trayectoria infraestructura amplia extracción de y densas (arenas)
descendente, sedimento depositándose en el ·" Requiere
fondo coagulación- floculación previa
*~ Elimina ·- Para mayor
Pasa el agua a través
materia en eficiencia requiere de un medio poroso Arena de distinto
suspensión que no coagulación-
Filtración que retenga la mayor tamaño, tierra de
se ha eliminado en floculación previa cantidad posible de diatomea, presión
procesos anteriores ·- Pérdida de materia en suspensión
(sedimentación) material filtrante
*~ Específico para partículas de
Genera pequeñas
*" Eliminación densidad menor o burbujas de gas (aire),
adecuada de igual a la del agua que se asociarán a las Bomba de
emulsiones *" Para disminuir partículas presentes presurización, equipo
Flotación *" Dispersión de tensión superficial en el agua y se elevan de inyección de aire,
gotas de líquidos se utilizarían a la superficie, de rotores o agitadores,
invisibles como químicos donde son arrastradas
grasas y aceites ·" En generación y sacadas del sistema.
de fangos requiere una sedimentación
Desestabiliza *" Fangos suspensión coloidal ·" Favorece el sedimentados (coagulación) y Adición de químicos aumento de requieren
Coagulación- favorece la floculación (Coagulantes, tamaño y la tratamiento para su Floculación
para obtener floculantes...) densidad de las estabilización y partículas partículas disposición sedimentables *- Costos altos
TABLA 1. (CONTINUACIÓN)
TECNOLOGIAS
DESCRIPCION REQUERIMIENTOS VENTAJAS DESVENTAJAS CONVENCIONALES
Eliminación de alguna ·" Formación *- Requiere otro sustancia no de partículas método para deseada, al formarse insolubles eliminar materia en
Precipitación Adición de químicos
compuestos ·" Posee cierta suspensión como insolubles, facilitando capacidad la coagulación- así su eliminación coagulante floculación
Se hace pasar ·" Versatilidad
corriente eléctrica a de los equipos
·" Consumo alto
Procesos través del agua Energía Eléctrica, ·" No requiere
de energía
Electroquímicos provocando electrodos de reactivos
eléctrica reacciones oxidación- ·" Ausencia de reducción fangos
Utiliza un material que
es capaz de retener
·" Equipos
selectivamente sobre *" Selectivo versátiles
una superficie los ·" Adaptación a
Intercambio iónico Resinas *" Resinas de
iones disueltos en el sustancias
alta duración y
agua y los cede frente específicas
regeneración
a una disolución con
un fuerte regenerante
Captación de
·" Disminución
sustancias solubles ·" Variación en
Absorción Carbón activado del olor, color y
en la superficie de un costos por el tipo sabor
sólido de absorbente
Destrucción o ·" Agua libre
inactivación de Tratamientos físicos de patógenos
*" Costos altos
Desinfección microorganismos que (calor, ·- Evita
·" Riesgosos puedan causar radiación), ácidos o producción de enfermedades bases, oxidantes subproductos
TABLA 1. (CONTINUACIÓN)
TECNOLOGIAS
DESCRIPCION REQUERIMIENTOS VENTAJAS DESVENTAJAS CONVENCIONALES
Se aprovecha la actividad metabólica de microorganismos para la eliminación de
BIOLOGICOS componentes indeseables en el agua.
·- Alto consumo de energía ·" Importante
Microorganismos
generación de que degradan
*~ Absorbe fangos
Aerobios material orgánico en Aireación
materia orgánica ·- Requerimiento presencia de
alto de Oxígeno oxígeno.
·- Determinación de parámetros de control interno
*" Generación *■ Genera malos
Microorganismos de gas olores
que degradan combustible ·" Requiere un
Agitador, caldera,
Anóxico material orgánico en ·" Tratamiento post-tratamiento compresor
ausencia de en aguas con alta *" Largos oxígeno. carga orgánica periodos de puesta en marcha
TECNOLOGIAS EMERGENTES
Oxidación térmica
de residuos en fase
·" Si el poder gas, oxidación *- Útil para poca
calorífico es baja es húmeda a través de agua con
necesario utilizar un oxígeno concentraciones
Oxidación Combustible combustible
procedentes de aire elevadas de
adicional o corrientes contaminantes
*- Condiciones gaseosas oxidables
enérgicas enriquecidas en
oxígeno.
Barreras físicas *" Permite semipermeables la separación de *" Problemas de que separan dos contaminantes ensuciamiento de fases, impidiendo su que se encuentran las membranas
Membranas,
Osmosis último contacto y disueltos o Ruido generado por reactivos, bomba de
(Membranas) restringiendo el dispersos en los equipos de presión
movimiento de las forma coloidal generación de moléculas a través ·* Puede presiones de ellas de forma combinarse con
selectiva. otros tratamientos
TABLA 2. ANÁLISIS DE TECNOLOGÍAS EN CAPACIDAD DE 10 LPS AGUA PROCESO INDUSTRIAL
NOTA: DATOS OBTENIDOS POR EL IANL Y SUKARNE
TABLA 3. CUMPLIMIENTO DE NORMAS EN CALIDAD DE AGUA
NOM-127-
NOM-001- NOM-003- SEMARNAT- SEMARNAT- SEMARNAT-
Tecnología 1996
1996 1996
Uso y consumo Descarga Reúso
humano
Presente invención
Mezcla Activadora y ■
Catalizador Iónico
BIOLOGICOS X
Aerobio, Anóxico
FISICOQUIMICOS
Clarificadores,
clarifloculadores, X X
Sedimentadores,
desinfección
EMERGENTES
Oxidación, Osmosis
TABLA 4. ANÁLISIS DE TECNOLOGIA
TABLA 5. TRATAMIENTO DE LA VINAZA DE CAÑA
TABLA 6. RESULTADOS DE TRATAMIENTO A NIVEL LABORATORIO
Fecha de llegada: 26/07/12
Fecha de análisis: 27/07/12
Empresa: PEMEX
Ciudad: Terminal Marítima Dos Bocas Tabasco.
Folio de la muestra: FO-A-002
Resumen:
El Puerto de Dos Bocas se localiza en el estado de Tabasco, sobre la costa sur del Golfo de México, permitiéndole destacarse por su excelente ubicación geográfica, ya que brinda conectividad inmediata a las empresas con los principales centros de consumo y las ciudades petroleras más importantes de la región, a través de los ejes carreteros y el aeropuerto internacional de la ciudad de Villahermosa.
Muestra: Agua Congénita.
TABLA 7. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS DE LABORATORIO DE LA
MUESTRA DESPUÉS DE LA TRAMPA DE HIDROCARBUROS
NOTA 1 : (*) Límites máximos permisibles de la NOM-001 -SEMARNAT-1996, para Aguas Costeras (Explotación pesquera, navegación y otros usos (A)).
Ley Federal de Derechos, Disposiciones Aplicables en Materia de Aguas
Nacionales.2011 dice lo siguiente:
Cuerpos Receptores tipo "A": Tratándose de las descargas efectuadas desde plataformas marinas o fuentes móviles se aplicarán las cuotas establecidas para los cuerpos receptores tipo A.
La FIGURA 5 muestra fotografías de la muestra de entrada, después de Separar los Hidrocarburos, Mitad de Tratamiento y después del Tratamiento.
I. Resumen:
■ Se recibió muestra el día 19 de Noviembre de 2013, identificada como Agua Mezcla (proceso/multiusos).
■ Esta agua es proveniente de industria recicladora de baterías de automóvil con alto contenido de plomo y acidez.
II. Desarrollo de la Simulación del Tratamiento.
La FIGURA 6 muestra imágenes del tratamiento aplicado a la muestra.
TABLA 8. RESULTADOS DE PARÁMETROS DE AGUA DE BATERÍAS
La presente invención fue aplicada en un tratamiento de agua residual, proveniente de un rastro animal de vacas, donde después de aplicar la mezcla activadora se obtuvieron los resultados mostrados en las FIGURAS 7 a 9.
La dosificación usada de la mezcla activadora varía dependiendo del tipo de
agua a tratar, en un rango de 0.05 ml/litro a 0.15 ml/litro. Para acelerar el proceso de ionización del agua y degradación de los contaminantes se usa el catalizador iónico de la presente invención. Por ejemplo, un agua de Vinazas (producto de la fermentación del agave en la industria tequilera), es tratada con un proceso biológico y posteriormente con un proceso de floculación. Dicha vinaza tiene diversos parámetros como DQO de 65000 a 80000 ppm, la norma Mexicana NOM-001 -SEMARNAT-1996 establece como un límite en la Ley de Derechos de Descarga, igual a 320 ppm, el tratamiento que se le aplica reduce dicho parámetro a aproximadamente 4000 a 6000 ppm con una dosificación de polímeros y floculantes de 150 a 200 ml/litro de vinaza, aunado el tiempo que la vinaza pasó en los reactores biológicos, siendo su degradación de 65000 ppm a 10000 ppm, al aplicar el tratamiento con la mezcla activadora de la presente invención, con una dosificación de 0.15 ml/litro de vinaza, la degradación de la materia y disminución del parámetro de DQO fue de 65000 ppm a 180 ppm, se enfatiza el hecho de que el tiempo de degradación y reacción en los sistemas biológicos y fisicoquímicos podría ser de 10 a 36 hrs., mientras que con la mezcla activadora de la presente invención puede ser en un rango de 5 a 8 horas.
La mezcla activadora de la presente invención no tiene un efecto de agua básica o ácida, permaneciendo el pH entre 7.5 y 8, el agua tratada con la misma se percibe como una agua más ligera, con un tiempo de vida útil de por lo menos 6 meses, sin que el agua se desactive (des-ionice) proporcionando diversos beneficios a plantas y animales.
Al ser provocada la reacción de los contaminantes con la mezcla activadora de la presente invención, se genera un 5% de lodos o menos, dichos lodos siendo inactivos y sirven para composta o relleno sanitario, sin necesidad de que sean re- tratados o confinados, bajando considerablemente los costos de operación.
La mezcla activadora de la presente invención también actúa en aguas con gran cantidad de sales y metales pesados, entregando un agua de calidad potable.
Asimismo, la mezcla activadora de la presente invención puede usarse en la agricultura para la mejora de cultivos, con una dosificación universal de 0. 5 ml/litro de agua de riego.
Claims
1. Una mezcla química activadora de agua comprendiendo: sales de sulfato, compuestos de cloro, un peróxido, sales de titanio, acido cítrico y agua.
2. Una mezcla química activadora de agua de conformidad con la reivindicación 1 , en donde una sal de sulfato se selecciona del grupo que consiste de sulfato de fierro, sulfato de aluminio, sulfato de cobre y sulfato de zinc.
3. Una mezcla química activadora de agua de conformidad con la reivindicación 1 , en donde los compuestos de cloro se seleccionan del grupo que consiste de cloro, dióxido de cloro, acido clorhídrico, cloruro de sodio, hipoclorito de sodio y cloruro de plata.
4. Una mezcla química activadora de agua de conformidad con la reivindicación 1 , en donde una sal de titanio se selecciona del grupo que consiste de oxido de titanio y dióxido de titanio.
5. Una mezcla química activadora de agua de conformidad con la reivindicación 1 , comprendiendo sulfato de aluminio, dióxido de cloro, acido clorhídrico, peróxido de hidrogeno, dióxido de titanio, acido cítrico y agua.
6. Una mezcla química activadora de agua de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el agua es desmineralizada
7. Una mezcla química activadora de agua de conformidad con la reivindicación 6, en donde el agua desmineralizada es activada usando acido cítrico en polvo y/o acido clorhídrico.
8. El uso del agua desmineralizada activada de conformidad con la reivindicación 6 comprendiendo 0.005gr/l - 0.02gr/l de acido cítrico en polvo y 0.29ml/l - 0.41 ml/l de acido clorhídrico.
9. Una mezcla química activadora de agua de conformidad con la reivindicación 1 , comprendiendo de 0.2kg/l a 0.7 kg/l de sulfato de aluminio, 0.01 kg/l - 0.08kg/l de dióxido de cloro, 4ml/l - 7ml/l de peróxido de hidrogeno, 15ml/l - 19.7ml/l de acido clorhídrico, 7.5gr/l - 10.3gr/l de dióxido de titanio, 0.005gr/l - 0.02gr/l de acido cítrico en polvo y 550 litros - 630 litros de agua desmineralizada.
10. El método de preparación de la mezcla química activadora de agua de conformidad con las reivindicaciones de la 7 y 8, comprendiendo las etapas de:
a. Agitar el agua desmineralizada activada por 15min mínimo antes de agregar el sulfato de aluminio,
b. Agregar poco a poco el sulfato de aluminio preferentemente espolvoreado y despacio, con agitación constante,
c. Mantener la agitación durante 2 horas y dejar reposar 12 horas mínimo sin cerrar completamente el contenedor,
d. Agitar nuevamente la base por una hora y media, se agrega dióxido de titanio con agitación constante por 30 min más,
e. En un contenedor aparte se agita acido clorhídrico hasta alcanzar una temperatura de 35°C, se agrega peróxido de hidrogeno y se agita por 5 min más, se agrega dióxido de titanio, se deja de calentar; dejando enfriar a temperatura ambiente con agitación constante,
f. Agregar la preparación del inciso "e" anterior a la base (pasos a, b y c anteriores) y agitar por 30 min más.
g. Se agrega al mismo tiempo peróxido de hidrogeno y se agita por 30 min mas,
h. Se. agrega el dióxido de cloro, tapando el contenedor y dejando agitar por un tiempo de 30 min,
i. Se agrega ácido clorhídrico y se agita por 30 min más,
j. Se deja reposar por 1 hora y se agita nuevamente por 30 min, dejando reposar por 12 horas mínimo,
k. Se envasa el producto final,
11. El agua desmineralizada de conformidad con la reivindicación 6 activada de conformidad con la reivindicación 10.
12. La activación del agua desmineralizada de conformidad con la reivindicación 11 comprendiendo 0.035ml/l - 0.055ml/l.
13. Un catalizador iónico comprendiendo agua desmineralizada activada, oxido de zinc, dióxido de titanio e hidróxido de calcio y/o magnesio.
14. El catalizador iónico de conformidad con la reivindicación 13, en donde el agua desmineralizada activada es el agua activada de conformidad con las reivindicaciones 7 y 8.
15. El catalizador iónico de conformidad con la reivindicación 13, en donde el agua desmineralizada activada es el agua activada de conformidad con las reivindicaciones 11 y 12.
16. El catalizador iónico de conformidad con la reivindicación 13, comprendiendo 18 litros - 20 litros de agua desmineralizada activada, 0.020 gr/l - 0.031
gr/l de dióxido de titanio, 0.020 gr/l - 0.031 gr/l de oxido de zinc y 168 gr/l - 180 gr/l de hidróxido de calcio.
17. Método de preparación del catalizador iónico de conformidad con la reivindicación 13, comprendiendo:
a. Agregar al agua desmineralizada activada el dióxido de titanio agitando por un 1 min,
b. Agregar posteriormente el oxido de zinc agitando por 1 min y dejando reposar de 15 a 20 min,
c. Agregar hidróxido de calcio lentamente y espolvoreado,
d. Agitar 5 min y usar inmediatamente.
18. El uso de la combinación de la mezcla química activadora de agua y el catalizador iónico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el tratamiento de (i) aguas residuales en las industrias: fenoles, bencenos, toluenos o xilenos, alta carga de materia orgánica, procedente de rastros, industria alimenticia, industria citrícola, agua de desecho de rellenos sanitarios, aguas de lixiviados, agua procedente de industrias químicas, industrias productoras de productos de limpieza, agua de desecho de productos de fermentación como tequilas o ingenios azucareros, agua proveniente de pozo con alto contenido de dureza y metales, agua de industria metal mecánica, aguas provenientes de la industria petroquímica, aguas con metales pesados, (ii) agua de mar para desalinización, (iii) aguas sanitarias , así mismo como potabilización de (iv) agua de pozo, ríos, lagos, ojos de agua o manantiales.
19. El uso de la mezcla química activadora de agua de conformidad con una de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 para la activación de filtros de plantas de tratamiento.
20. El uso de conformidad con la reivindicación 19, comprendiendo de 1 - 5 gotas/litro de mezcla química activadora de agua.
21. El uso de la combinación de la mezcla química activadora de agua y el catalizador iónico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes para el tratamiento de aguas con aplicación en la agricultura, la ganadería y la energía sustentable.
22. El uso de la mezcla química activadora de agua y el catalizador iónico de conformidad con las reivindicaciones 1 a 17, en donde la activación del agua tiene un periodo de duración no menor a 6 meses y hasta un año.
23. El uso de la combinación de la mezcla química activadora de agua y el
catalizador iónico de conformidad con la reivindicación 18, en donde se generan lodos inactivos sin necesidad de confinarlos o retratarlos, sino que quedan como lodos para uso de composta agrícola.
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|---|---|---|---|---|
| JPH10330207A (ja) * | 1997-05-27 | 1998-12-15 | Yoshimichi Kijima | 活性水 |
| EP2168920A1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-31 | Unilever N.V. | Water purification composition and method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| J FAN ET AL.: "Evaluating the effectiveness of copper sulphate, chlorine, potassium permanganate, hydrogen peroxide and ozone on cyanobacterial cell integrity", WATER RESEARCH 2013, vol. 47, June 2013 (2013-06-01), pages 5153 - 5164. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109095677A (zh) * | 2018-09-20 | 2018-12-28 | 攀钢集团钛业有限责任公司 | 含次氯酸钠废水和硫酸法钛白酸性废水综合处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AR101457A1 (es) | 2016-12-21 |
| MX366015B (es) | 2019-06-24 |
| MX2014009526A (es) | 2016-02-08 |
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