WO2018176166A1 - Planta de tratamiento de residuos líquidos la cual utiliza el sistema fenton para reducir las moléculas orgánicas - Google Patents

Planta de tratamiento de residuos líquidos la cual utiliza el sistema fenton para reducir las moléculas orgánicas Download PDF

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WO2018176166A1
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Juan BASUALTO CANCINO
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Basualto Cancino Juan
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present application is addressed to a container and procedure for the treatment of both industrial liquid waste (RILs) and domiciliary or other emitting sources, in which, for the treatment of waste to occur, the electro Fenton reaction is carried out within of the container.
  • RILs industrial liquid waste
  • domiciliary or other emitting sources in which, for the treatment of waste to occur, the electro Fenton reaction is carried out within of the container.
  • this invention is directed to a digester vessel that, by filling its capacity with liquid waste, fulfills the function of rapidly degrading and / or modifying the molecular structure of the organic and inorganic components present, by a method which uses iron, electricity and oxygen meshes that, when acting together, perfect and efficient the Fenton electro reaction.
  • the purpose of the invention is to prepare water free of contaminating particles from liquid waste, with a highly efficient process in the removal of contaminants, which allows its final disposal to the sewer or its reuse.
  • Table N ° 1 Stages of liquid waste treatment.
  • Traditional system The invention relates to the secondary treatment stage whose purpose is to reduce the contents of organic matter and suspended solids not removed in the primary treatment. Most companies only reach this stage because, with the various treatment methods, they can normally meet the minimum standards acceptable by current regulations. Also, the invention relates to the tertiary stage since it is possible to simultaneously perform disinfection, elimination of N and P, elimination of toxic and odors from the treated liquid residue.
  • the container and method consists of a digester tank that uses the Fenton system to degrade fat and other biological particles, which, through aeration and oxidation systems, reduces said molecules to harmless or inactive material that can be reused.
  • the system acts based on the activation of the Fenton process by generating an electric field that releases hydroxyl radical [ • OH] from iron meshes or others that could be invented, connected to electrodes by means of tweezers, which produces an electric field that reacts with biological molecules.
  • the reaction pH can be -12, which favors and produces the reduction of organic and / or complex molecules, to inactive and / or simple molecules.
  • This digestive system can be used to treat industrial or household liquid waste, especially those with a large load of fatty molecules, which represents a significant reduction in the frequency of removal of these wastes, reduction in costs and treatment times of liquid waste industrial, and decrease in the load on sewerage networks, surface or underground water, thereby reducing the environmental impact.
  • the process to be implemented uses the [-OH] ion obtained from energized iron meshes that produces acceleration in the reduction of complex molecules, not being affected by the presence of chemicals, temperature variations and / or flow.
  • Lombrifiltro corresponds to a patented Chilean technology consisting of a percolator filter composed of different filter strata and worms.
  • Percola wastewater through the different filter beds, organic matter being retained, which is subsequently consumed by worms.
  • the system is based on a biofilter through which wastewater is drained through a bed formed of layers of different materials (stones, sawdust, humus) and 5000 to 10,000 earthworms / rm (£ 7sen / cr foetida sp .). Then, the effluent goes into a disinfection treatment in an ultraviolet (UV) irradiation chamber.
  • UV ultraviolet
  • the water is exposed to UV radiation with a lamp with an irradiation power of 30 W / m2S.
  • a lamp with an irradiation power of 30 W / m2S Under these conditions, the total elimination of pathogenic bacteria (E. coli) is achieved, which is achieved in less than 1 minute of irradiation.
  • the system allows to treat at 1000 L / rm day, that is to say that the system can reduce between 200 to 300 g of organic matter (BOD) metabolized per square meter / day. This action is probably limited by the oxygen available for the consumption of microorganisms. For this reason, industrial wastewater with a high BOD content needs more surface in the biofilter.
  • the operating conditions are given for 10-16 daily hours of operation, at temperatures between 15 ° and 40 ° C.
  • Activated Sludge Another biological treatment of liquid waste is that of Activated Sludge, where the basic principle of the process is that the wastewater is brought into contact with a mixed microbial population, in the form of a suspension of starch, in an aerated and agitated system. During growth and mixing, the organisms flocculate forming an active mass called activated sludge.
  • the aerobic environment is achieved through the use of aeration through diffusers or mechanical systems. Its main application is for home wastewater treatment.
  • the operating conditions involve treatment processes between 5 to 15 days, a previous filtering of liquid waste is required, the ideal working temperature fluctuates between 35 ° and 37 ° C and its use in domestic sewage of large cities is recommended and high population density, with a population greater than 15,000 inhabitants.
  • the disadvantages of this method are related to the dependence of the temperature of the effluent to be treated and input conditions such as pH and presence of toxic compounds. In addition, they involve high operating costs, fundamentally associated with oxygen requirements. Likewise, there is a low bacteriological abatement, not beyond a logarithmic cycle in terms of fecal coliforms, with the consequent need to effect final disinfection to the effluent. Finally, it requires permanent control, both operational and laboratory analysis.
  • Aeration Lagoons operate with mechanical oxygenation, but their infrastructure is simple, of the type waterproofed pools. Aeration is generally delivered by surface aeration equipment, operates in continuous flow, without sludge recirculation, so they require longer retention time than other conventional systems. Does not use primary sedimentation. Its operating conditions range between 5 to 20 days, its ideal operating temperature for the best performance of the technology is between 35-37 ° C, and it is not recommended that the maximum operating flow rate exceeds 1000 L / s, if surpassing it is likely to require large spaces for its implementation. The effluent should generally undergo clarification in settling ponds and more space is required than conventional activated sludge systems.
  • Tertiary treatments include systems to eliminate contaminants, such as pathogenic microorganisms, metals, nitrogen, phosphorus, colored compounds and non-biodegradable compounds, including softening, ion exchange and active carbon absorption. These systems seek disinfection, due to the high oxidation capacity of the chemical compounds used, destruction and inhibition of bacterial growth (bactericidal and bacteriostatic action), reduction of BOD by oxidation of organic components and, eventually, reduction of odors and colors in the waters Chlorination is a process widely used in the treatment of urban wastewater and liquid waste, which is chlorinated for 15-30 minutes before being discharged to receiving waters.
  • chlorine gas CI2
  • NaOCI sodium hypochlorite
  • Ca calcium hypochlorite
  • chlorine dioxide CIO2
  • CI2 chlorine gas
  • NaOCI sodium hypochlorite
  • Ca calcium hypochlorite
  • chlorine dioxide CIO2
  • CI2 chlorine gas
  • sodium hypochlorite in liquid form reduces capital costs by not having to invest in such sophisticated equipment as for the administration of chlorine gas, since it represents greater safety for Operators
  • chlorine dosed in wastewater may react with other compounds present.
  • An alternative method to disinfection corresponds to the use of ozone and U.V.
  • the method is based on the application for 5-10 minutes of an electric discharge to the wastewater, when it passes between two electrodes, the result is the production of ozone (O3), which will generate free radicals with Great oxidizing and disinfectant power.
  • O3 ozone
  • the advantage that ozone represents is that it does not generate waste or compounds that can affect aquatic life when the effluent reaches the receiving waters, in addition to raising the concentration of dissolved oxygen in it (METCALF and EDDY, 1995).
  • the disinfection by U.V rays is due to the fact that there is no oxidation, but that the rays induce photochemical changes in the bacterial DNA, interfering with their replication.
  • the contact channel a channel where the water passes.
  • the wavelength is adequate for obtaining the germicidal effect, the appropriate range being 250-265 nm and the contact time or period of 6-10 s.
  • periodic maintenance and cleaning is required for the lamps, which, added to the operating costs of the system, increases its operating costs.
  • the invention and its operation are characterized by presenting advantages over the existing methods mentioned: the low surface occupation it requires; the reduced process times of liquid waste treatment; poor sensitivity to physical chemical variations of the liquid waste, including biocides disinfectants, pesticides, for example; not requiring the addition of other dangerous compounds that improve the treatment process; for operating in conditions of high organic load, which makes it much more efficient than currently known.
  • the invention is easy to use and environmentally benign.
  • the apparatus of the invention consists of a container in which iron meshes are located that are electrified, through which the liquid residue passes, which degrades when the Fenton reaction occurs between the meshes, the anodes and Cathodes and oxygen present.
  • the object of the invention does not use resins, but iron meshes connected to an electrical circuit, to cause the degradation of contaminating particles, not only of pesticides, but also of other related substances.
  • the invention presented herein includes cathodes and anodes that do not incorporate graphene.
  • the invention describes a device for treating high concentration organic wastewater containing PVA.
  • the device comprises a micro- reaction tank. Iron-carbon electrolysis, a settling tank, a Fenton reactor and a clean water tank that are arranged and communicated along an incoming sequence of wastewater, a water storage tank connects to the reaction tank of iron-carbon micro-electrolysis through a metering pump, the iron-carbon micro-electrolysis reaction tank is connected with an oxygenator.
  • the bottom of the iron-carbon micro-electrolysis reaction tank is filled with an iron-carbon charge, a stirring device is disposed on top of the micro-electrolysis reaction tank of iron-carbon, and the Fenton reactor is connected to a ferrous sulfate refueling tank and a hydrogen peroxide refueling tank through a ferrous sulfate feed pipe and a hydrogen peroxide feed pipe.
  • the pre-treatment of electro-electrolysis flocculation is carried out through the iron-carbon micro-electrolysis reaction tank, and then the polyacamide flocculation treatment is carried out further, so that the COD of the residual water is substantially reduced , small particles, PVA organic metal particles and macromolecules dispersed in water residuals are adsorbed, the cost is saved for the subsequent treatment in the Fenton reactor, and until the normal emission of the wastewater is finally made.
  • the object and process to be patented differs from this in that oxidation only requires iron meshes that release iron ions due to being electrified and the water present in the liquid residue.
  • the invention does not incorporate graphite in its oxidation process.
  • Electro-Fenton wastewater treatment device of rotary plate type “The invention describes an electro-Fenton activated sewage treatment device of rotary plate type.
  • the device comprises an electrolytic reaction tank as well as a cathode turntable and an anode electrode that are arranged in the electrolytic reaction tank, where a rotating shaft used to drive the rotating cathode rotating plate is fixedly arranged on the cathode rotating plate
  • the cathode rotating plate is connected to the negative pole of a power supply through an electric brush mounted on the rotating shaft, the positive pole of the power supply is connected to the anode electrode,
  • the cathode rotating plate is a network shaped rotating plate made of a conductive material, and the activated carbon fibers are fixed on plate surfaces on two sides of the turntable forms a network
  • the requested invention uses fixed meshes to release the OH- ion.
  • Wastewater treatment device and technological method: "The invention provides a wastewater treatment device and technological method of wastewater treatment and technological process.
  • the device comprises a grid, a storage tank for waste water, an ultrasonic Electro-Fenton reactor, an intermediate water storage tank, an ultrasonic vibration film reactor and a system of vortex vibration film filtration, where the grid, the waste water storage tank, the ultrasonic Electro-Fenton reactor, the intermediate water storage tank The ultrasonic vibration film reactor and the filtration system Vortex vibration film are connected sequentially.
  • the device further comprises a sludge dewatering drying tank that is connected with an instant vortex energy-saving heat pump evaporator of the vortex vibration film filtration system and provided with a circuit connected to the film reactor Ultrasonic Vibration Waste water flows sequentially through the grate, waste water storage tank, ultrasonic Electro-Fenton reactor, intermediate water storage tank, ultrasonic vibration film reactor and system of vortex vibration film filtration for reduction-oxidation and filtration reactions.
  • the device is of high operability, high speed of use of the regeneration cycle and low cost of operation.
  • the invention uses a system of meshes arranged in parallel and energized by an electrical system.
  • the invention relates to an all-one device for industrial wastewater treatment.
  • the all-one device comprises a pH regulating device, a device for electro-fenton, an air-air separation device, a flocculation device and a sedimentation device that are arranged in sequence, in which the electro-fenton device comprises a reactor housing, a water inlet tube and a water outlet tube; a plurality of reaction chambers communicated in sequence are arranged in the reactor housing;
  • the electro-fenton device further comprises an electro-fenton unit disposed in each reaction chamber; each electro-fenton unit it comprises a power supply, a positive electrode, a negative electrode and a filling arranged between the positive electrode and the negative electrode, in the that the positive electrode consists of a plurality of parallel positive electrode plates; each negative electrode consists of a plurality of parallel negative electrode plates;
  • the positive electrode plates and the negative electrode plates in the same electro-fenton unit are arranged alternately and oppositely; the energy sources
  • Figure N ° 1 Diagram of the top external view in perspective of the liquid waste digester vessel.
  • FIG. N Sagittal section of the Digestion Vessel inside which is an aeration system (4), a pvc lattice system or other material (5); a system of at least one iron mesh (7) placed between the separations of the pvc fabric or other material (5); the fasteners (8) and the conductor cables (11).
  • Figure N e 3 Cross section of the bottom of the digester vessel (1), inside which is an aeration diffuser system (4).
  • Figure N ° 4 Perspective diagram of the pvc fabric or other material (5).
  • Figure N ° 5 Top view of the digester vessel, where the conductive cables of the distribution of the iron meshes (8) and the separators of pvc or other material (5) are observed, in addition to the interleaved connection of meshes of iron (7) by means of a conductor cable (11) and fixings (8).
  • Figure N ° 6 View of the connection of the digester vessel to the power units and the control system.
  • the wastewater treatment process begins with the accumulation of raw liquid waste, where the tributary accumulates in a pond that allows the minimum retention time to produce the decantation of suspended solids (sludge). From this, the liquid residue passes to the digester vessel ( Figure 1) by means of lifting pumps until the activation volume of the process in the digester vessel is reached.
  • the digester vessel ( Figure 1) corresponds to a resistant container model (1), covered by a protective metal structure or fence (2). In the upper part of the container there is an opening whose edges (3) must allow to avoid the spillage of liquid waste and, in addition, it must allow visual inspection and replacement of internal components.
  • the object to be patented is a vessel that digests liquid waste by a procedure that uses the electro fenton reaction for degradation.
  • the digesting object is composed of the following elements:
  • a container system of the liquid waste to be treated (Figure 2): composed of a solid container (1) to which the tributary arrives, in whose interior and / or base an aeration system is constituted consisting of air diffusers (4) or any another means of aeration, with its respective feeding path (6), and above these, a pvc lattice or other material (5), forming a body with horizontal and vertical separations ( Figure 4).
  • the purpose of this framework is to serve as support and separation between the air diffusers (4), the iron meshes (7) and the process of digestion of the liquid residue.
  • the function of the aeration system is to add oxygen and ozone to the Fenton reaction, and also to produce the circulation of the liquid residue inside the vessel.
  • An electro-oxidizing digester procedure which is constituted by meshes (7), where at least one of them is made of iron, which are located separately between the pvc framework (5).
  • the meshes (7) are connected to one or more power units to be energized.
  • One or more of the meshes receive a positive electrode, electrifying.
  • another or several other meshes are electrified with negative charge, by means of fixings (8) that serve as anode or cathode ( Figure 5).
  • Said iron meshes are connected to an electric power source ( Figure 6) with direct current that electrify the mesh according to its load connection; the meshes are intercalatedly connected to generate potential differences in order to catalyze the water molecules producing hydrolysis and thus release the H + atoms that react with the oxygen that is entered through the aerator and the iron given by oxidation of the meshes, in order to achieve the degradation of the complex molecule; the meshes are attached to a source, interspersed, by conductive cables. Said cable joins the positive or negative connection of the source in order to transmit the current to the meshes, similarly the other meshes are connected, but to the opposite, negative or positive load current, respectively.
  • the digesting vessel (1) performs the Fenton reaction, which destroys the organic molecules and reduces complex molecules, hydrocarbons, aromatic compounds, oxidizes dissolved ions, etc.
  • a level sensor (9) installed inside the digester vessel is responsible for controlling its filling.
  • a control board receives this signal, stops the input flow and activates the digestion process, which consists of three resources: electrical energy, air (4) and iron meshes (7).
  • the electrical energy is introduced through iron meshes (7), which fulfill two tasks: the first function is to carry and distribute the electrical energy and the second is to serve as a supplier of iron ions Fe + (called sacrificial mesh). Electric power produces the hydrolysis of the water in the liquid waste.
  • OH% radicals are produced which reduce complex molecules and / or ions of dissolved elements.
  • the air is insufflated in the system through diffusers (4), in an amount that allows the delivery of sufficient air for the load of contaminants of the liquid waste to be treated. This provides oxygen and ozone.
  • Power Units (10) These power units (10) are connected by means of conductive cables to the fasteners (8) in the metal meshes (7), thereby allowing to transform the flow of electric current from alternating to continuous, required by the invented procedure designed for the digestion of liquid waste.
  • the digester vessel must be connected to control panels (12), of which one is the main one because it controls the activation times of the general process, filling, digestion and emptying.
  • Other control panels serve for the aeration system (4) inside the digester vessel and for automatic temperature control.
  • two identical prototypes are developed, which consist of a real-scale model to which liquid waste with a high load of organic molecules from different production processes is incorporated. Both prototypes are activated when the container is filled to two thirds of its capacity, which activates the ignition sensor of the mesh energization system. The aeration system is turned on simultaneously, which causes the rail to circulate through the meshes. With pre-established treatment cycles, once the cycle is finished, the riles are removed from the container. Physicochemical reactions occur inside so that the ril changes its viscosity, color and smell.
  • Prototype 1 is filled with riles from the manufacture of butter. Given the characteristics of the production process, different parameters are applied to the usual ones because there is an excess load.
  • the effectiveness of the rill treatment vessel in prototype 2 is evaluated by measuring COD, which receives riles from food processing. Two-point ril samples were taken: raw and treated ril.
  • Measurement reports of prototype 2 riles are analyzed before and after the installation of the prototype.
  • the thick line separates the results of the measurements before and after the use of the prototype.

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Abstract

La presente invención se refiere a un aparato y método que sirven para tratar residuos líquidos contaminados. El aparato consiste en una planta de tratamiento que comprende un contenedor que en su interior presenta mallas metálicas de fierro separadas por un entramado y conectadas a unidades de potencia eléctrica, además de medios de inyección de aire, lo que permite que se produzca la reacción Electro Fenton en su interior. El procedimiento consiste en a) creación de un campo eléctrico por medio de la energización de las mallas metálicas, lo que en presencia de residuos líquidos permite la liberación de iones OHº y FE+; b) la formación de ozono por presencia de aire y c) la degradación de moléculas orgánicas e inorgánicas.

Description

PLANTA DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS LÍQUIDOS LA CUAL UTILIZA EL SISTEMA FENTON PARA
REDUCIR LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS
Objeto de la Invención
La presente solicitud está dirigida a un recipiente y procedimiento de tratamiento de residuos líquidos tanto industriales (RILes) como domiciliarios o de otras fuentes emisoras, en los cuales, para que ocurra el tratamiento de los residuos, se lleva a cabo la reacción electro Fenton dentro del recipiente.
Específicamente, esta invención se dirige a un recipiente digestor que, al llenar con residuos líquidos su capacidad a determinado nivel, cumple con la función de degradar y/o modificar en forma rápida la estructura molecular de los componentes orgánicos e inorgánicos presentes, mediante un procedimiento que utiliza mallas de fierro, electricidad y oxígeno que, al actuar en forma conjunta, perfecciona y eficientiza la reacción electro Fenton.
La finalidad de la invención es preparar agua libre de partículas contaminantes a partir de residuos líquidos, con un proceso altamente eficiente en la remoción de contaminantes, lo que permite su disposición final al alcantarillado o su reúso.
Estado de la Técnica
En la actualidad, los residuos líquidos que eliminan las empresas industriales en los procesos productivos deben pasar por múltiples etapas para su tratamiento y posterior eliminación. En la Tabla N° 1 se puede observar una etapa preliminar al tratamiento (Operaciones Preliminares), cuyo objetivo es lograr la remoción de arenas, basuras y regular el caudal; en seguida, una etapa de tratamiento primario, cuyo objetivo es remover el material suspendido; un tratamiento secundario, fase en la cual se remueve la materia orgánica biodegradable mediante procesos biológicos y químicos; y una fase de tratamiento terciario, en donde se busca mejorar el efluente de un tratamiento secundario, removiendo el material suspendido, los nutrientes (N y/o P) y otros contaminantes presentes. Posteriormente, es posible utilizar procedimientos de desinfección y tratamiento de los lodos para dejarlos aptos para su distribución final.
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Tabla N° 1: Etapas de tratamiento de residuos líquidos. Sistema tradicional La invención se relaciona con la etapa de tratamiento secundario que tiene como propósito reducir los contenidos de materia orgánica y de sólidos suspendidos no removidos en el tratamiento primario. La mayoría de las empresas llegan sólo a esta fase ya que, con los diversos métodos de tratamiento, normalmente pueden cumplir con los estándares mínimos aceptables por la normativa vigente. Asimismo, la invención se relaciona con la etapa terciaria ya que es posible realizar en forma simultánea la desinfección, eliminación de N y P, eliminación de tóxicos y de olores del residuo líquido tratado.
El recipiente y método consiste en un estanque digestor que utiliza el sistema Fenton para degradar partículas grasas y otras biológicas, el cual, mediante sistemas de aireación y oxidación, reduce dichas moléculas a material inocuo o inactivo susceptible de ser reutilizado. El sistema actúa en base a la activación del proceso Fenton mediante la generación de un campo eléctrico que libera radical hidroxilo [•OH] a partir de mallas de fierro u otras que pudieran inventarse, conectadas a electrodos mediante pinzas, lo que produce un campo eléctrico que reacciona con las moléculas biológicas. El pH de reacción puede ser de -12, lo que propicia y produce la reducción de las moléculas orgánicas y/o complejas, a moléculas inactivas y/o simples. Este sistema digestor se puede utilizar para tratar residuos líquidos industriales o domiciliarios, especialmente aquellos con una gran carga de moléculas grasas, lo que representa una importante reducción de la frecuencia de retiro de estos desechos, reducción en los costos y tiempos de tratamiento de residuos líquidos industriales, y disminución de la carga a las redes de alcantarillado, aguas superficiales o subterráneas, reduciendo con ello el impacto ambiental. El proceso a implementar utiliza al ión [-OH] obtenido de mallas de hierro energizadas que produce la aceleración en la reducción de moléculas complejas, no siendo afectado por presencia de químicos, variaciones de temperatura y/o de flujo.
Dentro de las técnicas utilizadas de tratamiento de residuos líquidos, se encuentra el Lombrifiltro que corresponde a una tecnología chilena patentada consistente en un filtro percolador compuesto de diferentes estratos filtrantes y lombrices. El agua residual percola a través de los diferentes lechos filtrantes, quedando retenida la materia orgánica, la que posteriormente es consumida por las lombrices. El sistema se basa en un biofiltro a través del cual las aguas residuales son drenadas a través de un lecho formado por capas de diferentes materiales (piedras, aserrín, humus) y 5000 a 10.000 gusanos de tierra/rm (£7sen/cr foetida sp.). Luego, el efluente pasa a un tratamiento de desinfección en una cámara de irradiación ultravioleta (UV). Allí, en una capa de 1 cm o menos, el agua es expuesta a radiación UV con una lámpara de un poder de irradiación de 30 W/m2S. En estas condiciones, se logra la total eliminación de bacterias patógenas (E. coli) lo cual se alcanza en menos de 1 minuto de irradiación. El sistema permite tratar a 1000 L/rm día, es decir que el sistema puede reducir entre 200 a 300 g de materia orgánica (DBO) metabolizadas por cada metro cuadrado/día. Esta acción es probablemente limitada por el oxígeno disponible para el consumo de microorganismos. Por esta razón, las aguas residuales industriales con un alto contenido de DBO, necesitan más superficie en el biofiltro. Las condiciones operativas están dadas por 10-16 horas diarias de operación, a temperaturas entre 15° y 40°C.
Uno de los inconvenientes del lombrifiltro es que no se puede realizar el tratamiento de aguas con altos contenidos de sales ya que las lombrices se deshidratan y pueden morir. Por otra parte, es un requisito fundamental y que se exige por ley, que el sector donde se implemente el sistema no tenga la concesión de una empresa sanitaria, de esta manera, se puede aplicar sólo a zonas rurales. Poblaciones mayores a 4000 m3/día requerirían extensas superficies de tierra por lo que no sería muy recomendable.
Otro tratamiento biológico de residuos líquidos es el de Lodos Activados, en donde el principio básico del proceso consiste en que las aguas residuales se ponen en contacto con una población microbiana mixta, en forma de suspensión de fióculos, en un sistema aireado y agitado. Durante el crecimiento y mezcla, los organismos floculan formando una masa activa denominada lodos activados. El ambiente aeróbico se logra mediante el uso de aireación por medio de difusores o sistemas mecánicos. Su aplicación principal es para tratamiento de aguas servidas domiciliarias. Las condiciones operativas implican procesos de tratamiento entre 5 a 15 días, se requiere un filtrado previo de los residuos líquidos, la temperatura ideal de trabajo fluctúa entre los 35° y 37°C y se recomienda su uso en aguas servidas domésticas de grandes ciudades y alta densidad poblacional, con población superior a 15.000 habitantes. Los inconvenientes de este método se relacionan con la dependencia de la temperatura del efluente a tratar y condiciones de entrada como pH y presencia de compuestos tóxicos. Además, implican altos costos de operación, asociados fundamentalmente a los requerimientos de oxígeno. Asimismo, se produce un bajo abatimiento bacteriológico, no más allá de un ciclo logarítmico en términos de coliformes fecales, con la consecuente necesidad de efectuar desinfección final al efluente. Finalmente, requiere de un control permanente, tanto operativo como de análisis de laboratorio.
Otro sistema biológico es el de los Humedales Artificiales, que consiste en una imitación del funcionamiento de los humedales naturales usando la capacidad de estos para remover materia orgánica. Es una tecnología de aplicación in-situ de bajos costos de operación y mantención. Se diseña para que funcione por diferencia de niveles y gravedad para ahorro de energía. No requiere insumos químicos, lo que la convierte en una tecnología de tipo pasivo. Se utilizan principalmente para depurar aguas residuales, como tratamiento secundario o terciario, pero solo para pequeñas o medianas comunidades, con bajo costo de construcción y mantenimiento. Su principal desventaja es que requiere de mayores espacios para su implementación en comparación con tratamientos fisicoquímicos y, además, requiere de un proceso de puesta en marcha y adaptación.
Las Lagunas de Aireación operan con oxigenación mecánica, pero sü infraestructura es simple, del tipo piscinas impermeabilizadas. La aireación generalmente es entregada por equipos de aireación superficial, opera en flujo continuo, sin recirculación de lodos, por esto requieren mayor tiempo de retención que otros sistemas convencionales. No utiliza sedimentación primaria. Sus condiciones de operación van entre los 5 a 20 días, su temperatura de operación ideal para el mejor desempeño de la tecnología es entre 35- 37°C, y no es recomendable que el caudal máximo de operación supere los 1000 L/s, si lo supera es probable que se requiera contar con grandes espacios para su implementación. El efluente generalmente debe someterse a clarificación en lagunas de sedimentación y se requiere de mayor espacio que los sistemas convencionales de lodos activados.
Dentro de los tipos de tratamientos terciarios se incluyen sistemas para eliminar contaminantes, tales como microorganismos patógenos, metales, nitrógeno, fósforo, compuestos coloreados y compuestos no biodegradables, entre los que se incluye el ablandamiento, el intercambio iónico y la absorción con carbón activo. Estos sistemas buscan la desinfección, debido a la alta capacidad de oxidación de los compuestos químicos usados, destrucción e inhibición del crecimiento bacteriano (acción bactericida y bacteriostática), reducción de la DBO por oxidación de componentes orgánicos y, eventualmente, disminución de olores y colores en las aguas. La cloración es un proceso muy usado en el tratamiento de las aguas residuales urbanas y de Residuos líquidos, los cuales se cloran por 15 - 30 minutos antes de su descarga a las aguas receptoras. Los compuestos más utilizados son el cloro gas (CI2), el hipoclorito de sodio (NaOCI), el hipoclorito de calcio (Ca(OCI)2) y el dióxido de cloro (CIO2). Dentro de las ventajas de la utilización de cloro gas, están el hecho de que sea un muy buen desinfectante, cuyo efecto residual se mantiene en las descargas impidiendo el nuevo crecimiento bacteriano. Por otro lado, el uso de hipoclorito de sodio en forma líquida reduce los costos de capital al no tener que realizar inversión en un equipo tan sofisticado como para la administración de cloro gas, ya que representa mayor seguridad para los operarios. Sin embargo, el cloro dosificado en aguas residuales puede reaccionar con otros compuestos presentes.
Un método alternativo a la desinfección corresponde a la utilización de ozono y rayos U.V. Para el caso del ozono, el método se basa en la aplicación por 5- 10 minutos de una descarga eléctrica al agua residual, al pasar ésta entre dos electrodos, el resultado es la producción de ozono (O3), lo que generará radicales libres con gran poder oxidante y desinfectante. La ventaja que representa el ozono es que no genera residuos o compuestos que puedan afectar la vida acuática al llegar el efluente a las aguas receptoras, además de elevar la concentración de oxígeno disuelto en él (METCALF y EDDY, 1995). La desinfección por rayos U.V, se debe a que no existe oxidación, sino que los rayos inducen cambios fotoquímicos en el ADN bacteriano, interfiriendo su replicación. La forma en que son aplicados es a través de lámparas bajo un canal donde pasan las aguas, llamado canal de contacto. Aquí lo importante es que la longitud de onda sea la adecuada para la obtención del efecto germicida, siendo el rango adecuado de 250 - 265 nm y el tiempo o período de contacto de 6 - 10 s. Como desventajas se puede decir que se necesita de mantención y limpieza periódica para las lámparas, lo que, sumado a los costos de operación del sistema, incrementan los gastos de funcionamiento de éste. Respecto al poder desinfectante, se debe cuidar que las aguas sean lo más depuradas posibles, ya que la presencia de residuos particulados o materia orgánica aún presente, pueden evitar la llegada de los rayos a las células bacterianas y como el sistema no genera compuestos residuales, puede haber un crecimiento bacteriano posterior.
Los métodos mencionados y utilizados actualmente presentan diferentes inconvenientes que los hacen apropiados para un tipo de residuos líquidos y para otros no, disminuyendo con ello su eficiencia en el tratamiento de residuos líquidos, ya sea por un mayor requerimiento de tiempo de exposición del residuo líquido a su tratamiento, o bien, la necesidad de agregar otros reactivos en procesos terciarios para su desinfección y disposición final; o bien, por la mayor exigencia de mantención y control del sistema, o bien, por la alta sensibilidad a variaciones físico químicas (temperatura y ph, por ejemplo) en los sistemas basados en degradación biológica (bacterias); o bien, por la mayor utilización de espacio para su instalación y funcionamiento, lo que redunda en procesos productivos más caros y menos eficientes.
La invención y su funcionamiento se caracterizan por presentar ventajas respecto de los métodos existentes mencionados: la escasa ocupación de superficie que requiere; los reducidos tiempos de proceso de tratamiento del residuo líquido; la escasa sensibilidad a las variaciones físico químicas del residuo líquido, incluidos biocidas desinfectantes, pesticidas, por ejemplo ; el no requerir la adición de otros compuestos peligrosos que mejoren el proceso de tratamiento; por funcionar en condiciones de alta carga orgánica, lo que la hace mucho más eficiente a lo conocido actualmente. Además, la invención es de fácil manejo y ambientalmente benigna.
Para lograr lo anterior, el aparato de la invención consta de un recipiente en cuyo interior se ubican mallas de fierro que se electrifican, por las que transita el residuo líquido, el que se degrada al producirse la reacción Fenton entre las mallas, los ánodos y cátodos y el oxígeno presente.
Se describen a continuación distintos inventos relacionados con el proceso y el objeto a patentar:
1. (WO1999058239) Adsorción de contaminantes y reacción de oxidación mediante el fenton: "El agua contaminada es tratada mediante la adsorción de contaminantes en un sorbente para concentrar el contaminante y luego oxidar el contaminante a través de la Fenton y reacciones relacionadas. El hierro se une al sorbente o puede añadirse en solución con un oxidante. Ambos sistemas, el hierro unido al sorbente o hierro en solución, se puede utilizar para oxidar los contaminantes en o cerca de la superficie del sorbente. El proceso puede ser utilizado para tratar agua contaminada encima de la tierra y por debajo del suelo". Este proceso se diferencia de la invención en que utiliza carbón activado en el sorbente y además no utiliza energía eléctrica para producir el proceso de oxidación.
2. (MX/a/2009/008053) Sistema para la reacción de fenton por efecto foto-electroquímico-catalítico, método de obtención de radicales libres (°OH) y regeneración de hierro (fe(ii)) soportado:" La presente invención se refiere a un sistema para llevar a cabo la reacción de Fenton por efecto foto-electro-químico- catalítico y un método de obtención de radicales libres ("OH) y regeneración de hierro (Fe (II)) soportado, en donde se pretende que el hierro residual cumpla con la norma establecida para la presencia de dicho metal en agua potable; de igual forma el método provee la generación de radicales libre ("OH) indispensables para la degradación de materia orgánica tal como pesticidas, insecticidas colorantes y otros compuestos peligrosos, que se encuentran disueltos en el agua residual, en donde sea mayor la cantidad de radicales libres ("OH) presentes en un mismo volumen de disolución, con lo cual se acelere la velocidad de degradación de la materia orgánica identificado por la velocidad de decoloración y la eliminación de Carbono Orgánico Total; dichos radicales libres ("OH) son generados a partir del peróxido de hidrógeno (H202) generado "in situ" en un reactor de Fenton que emplea hierro soportado en resinas de intercambio iónico de bajo nivel de desorción, así como procesos foto asistidos y el uso de un ánodo recubierto con un semiconductor nano cristalino."
El objeto de la invención no utiliza resinas, sino que mallas de fierro conectadas a un circuito eléctrico, para producir la degradación de partículas contaminantes, no solamente de pesticidas, sino que también de otras sustancias relacionadas.
3. (WO/2017/014695) Dispositivo y método para el proceso de electro-fenton utilizando un electrodo de carbono y su aplicación para la eliminación de contaminantes orgánicos: "Se describe en la presente un aparato de electro-Fenton que requiere un cátodo de carbono no-grafeno que se recubre con grafeno, donde dicho cátodo puede estar apareado con cualquier ánodo adecuado, tal como un ánodo de diamante dopado con boro. También se describe el uso de dicho cátodo en un proceso de electro-Fenton y el propio proceso."
La invención que se presenta en esta memoria incluye cátodos y ánodos que no incorporan grafeno.
4. (CN106145467) Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de aguas residuales orgánicas de alta concentración que contienen PVA: "La invención describe un dispositivo para tratar aguas residuales orgánicas de alta concentración que contienen PVA. El dispositivo comprende un tanque de reacción de micro-electrólisis de hierro-carbono, un tanque de sedimentación, un reactor de Fenton y un tanque de agua limpio que están dispuestos y comunicados a lo largo de una secuencia entrante de aguas residuales, un tanque de almacenamiento de agua se conecta con el tanque de reacción de micro-electrólisis de hierro-carbono a través de una bomba dosificadora, el tanque de reacción de micro-electrólisis de hierro- carbono se conecta con un oxigenador. El fondo del tanque de reacción de micro-electrólisis de hierro- carbono se llena con una carga de hierro-carbono, un dispositivo de agitación está dispuesto en la parte superior del tanque de reacción de micro-electrólisis de hierro-carbono, y el reactor de Fenton se conecta con un tanque de reabastecimiento de sulfato ferroso y un tanque de reabastecimiento de peróxido de hidrógeno a través de una tubería de alimentación de sulfato ferroso y una tubería de alimentación de peróxido de hidrógeno. El pretratamiento de la floculacion electro-electrólisis se realiza a través del tanque de reacción de micro-electrólisis de hierro-carbono, y luego el tratamiento de floculacion de poliacamida se lleva a cabo adicionalmente, de manera que la COD del agua residual se reduce sustancialmente, pequeñas partículas, las partículas metálicas y macromoléculas orgánicas PVA dispersas en las aguas residuales son adsorbidas, el coste se guarda para el posterior tratamienw ae tenzón en ei reactor ae Fenton, y hasta la emisión normal de las aguas residuales se realiza finalmente."
El objeto y proceso a patentar se diferencia de éste en que la oxidación solo requiere de mallas de fierro que liberen iones de fierro por el hecho de estar electrificadas y por el agua presente en el residuo líquido.
5. (CN106045003) Método para el tratamiento de aguas residuales de materia orgánica con sistema de Fenton eléctrico heterogéneo: "La invención describe un método para el tratamiento de aguas residuales de materia orgánica con un sistema de Fenton eléctrico heterogéneo. Se utiliza una lámina de platino como un polo positivo, se utiliza un electrodo compuesto de grafito como un polo negativo, el agua residual de colorante orgánico se añade a una celda electrolítica, se controla el voltaje para que sea 3-7 V para degradar las aguas residuales del colorante orgánico, en el que el electrodo de grafito se prepara combinando grafito y óxido metálico con valencia variable. El óxido metálico con valencia variable y grafito se componen para preparar el electrodo compuesto de grafito, el electrodo compuesto de grafito hecho en el hogar se utiliza como el polo negativo, la eficiencia de electrocatálisis de la generación de H202 es alta, en el sistema de Fenton eléctrico, el H202 generado por el polo negativo y el óxido metálico pueden someterse directamente a reacción de Fenton heterogénea, se amplía el intervalo de pH del tratamiento de aguas residuales del sistema de Fenton eléctrico, y es fácil Y las condiciones son fáciles de controlar."
La invención no incorpora grafito en su proceso de oxidación.
6. (CN105502590) Dispositivo de tratamiento de aguas residuales electro-Fenton de tipo placa rotativa: " La invención describe un dispositivo de tratamiento de aguas negras activado por electro-Fenton de tipo placa rotativa. El dispositivo comprende un tanque de reacción electrolítico así como una placa giratoria de cátodo y un electrodo de ánodo que están dispuestos en el tanque de reacción electrolítico, en donde un eje giratorio utilizado para accionar la placa giratoria del cátodo a girar se dispone fijamente sobre la placa giratoria del cátodo La placa giratoria del cátodo está conectada con el polo negativo de un suministro de energía a través de un cepillo eléctrico montado en el eje giratorio, el polo positivo del suministro de energía está conectado con el electrodo anódico, la placa giratoria de cátodo es una placa giratoria conforma de red hecha de un material conductor, y las fibras de carbón activado se fijan sobre superficies de placa en dos lados de la placa giratoria conforma de red Con la adopción del dispositivo, se realizan la producción in situ de H202 y reducción de la cantidad de alimentación de Fe, y se evitan los peligros causados por los reactivos de materia prima en los procesos de almacenamiento y transportación; no se requiere añadir H202, se reduce la cantidad de alimentación de productos químicos, y el coste es bajo; el dispositivo puede realizar la aireación mecánica con agitación a través del electrodo No requiere introducción manual de aire y tiene las ventajas de que el equipo de tratamiento es simple, el ciclo de tratamiento es corto, el consumo de energía es bajo y similar. "
La invención solicitada utiliza mallas fijas para liberar el ion OH-.
7. (CN104529093) Dispositivo de tratamiento de aguas residuales, y método tecnológico: "La invención proporciona un dispositivo de tratamiento de aguas residuales y método tecnológico de tratamiento de aguas residuales y procedimiento tecnológico. El dispositivo comprende una rejilla, un tanque de almacenamiento de agua de desecho, un reactor de Electro-Fenton ultrasónico, un tanque de almacenamiento de agua intermedio, un reactor de película de vibración ultrasónica y un sistema de filtración de película de vibración de vórtice, en donde la rejilla, el tanque de almacenamiento de agua de desecho, el reactor de Electro-Fenton ultrasónico, el tanque de almacenamiento de agua intermedio El reactor de película de vibración ultrasónica y el sistema de filtración de película de vibración de vórtice se conectan secuencialmente. El dispositivo comprende además un depósito de secado de deshidratación de lodo que se conecta con un evaporador instantáneo de bomba de calor de ahorro de energía de vórtice del sistema de filtración de película de vibración de vórtice y provisto de un circuito conectado con el reactor de película de vibración ultrasónica El agua de desecho fluye secuencialmente a través de la rejilla, el tanque de almacenamiento de agua de desecho, el reactor de Electro-Fenton ultrasónico, el tanque de almacenamiento de agua intermedia, el reactor de película de vibración ultrasónica y el sistema de filtración de película de vibración de vórtice para reacciones de reducción-oxidación y filtración. El dispositivo es de alta operabilidad, alta velocidad de uso del ciclo de regeneración y bajo costo de operación."
La invención utiliza un sistema de mallas ordenadas paralelamente y energizadas mediante un sistema eléctrico.
8. (CN103951124) Dispositivo para tratamiento industrial de aguas residuales: "La invención se refiere a un dispositivo de todo-uno para el tratamiento industrial de aguas residuales. El dispositivo de todo-uno comprende un dispositivo de regulación de pH, un dispositivo de electro-fenton, un dispositivo de separación de aire-aire, un dispositivo de floculación y un dispositivo de sedimentación que están dispuestos en secuencia, en el que el dispositivo de electro-fenton comprende un alojamiento de reactor, un tubo de entrada de agua y un tubo de salida de agua; una pluralidad de cámaras de reacción comunicadas en secuencia están dispuestas en el alojamiento del reactor; El dispositivo electro-fenton comprende además una unidad de electro-fenton dispuesta en cada cámara de reacción; cada unidad de electro-fenton comprende un suministro de energía, un electrodo positivo, un electrodo negativo y un relleno dispuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, en el que el electrodo positivo consiste en una pluralidad de placas de electrodo positivo paralelas; cada electrodo negativo consiste en una pluralidad de placas de electrodo negativo paralelas; Las placas de electrodo positivo y las placas de electrodo negativo en la misma unidad electro-fenton están dispuestas de manera alternativa y opuesta; las fuentes de energía de las unidades de electro-fenton en la pluralidad de las cámaras de reacción están en serie conectadas; el relleno comprende un primer relleno consistente en aleaciones de hierro-carbono El dispositivo de todo-uno descrito por la invención adopta el dispositivo de electro-fenton multidimensional mejorado, de manera que el defecto que las superficies de los electrodos se depositen fácilmente con sulfuro de hierro y se resuelve eficazmente el depósito de carbón orgánico, y por lo tanto, se mejora un efecto de tratamiento de aguas residuales, se reduce el consumo eléctrico y se reduce el coste de tratamiento".
La invención presentada consiste solamente en mallas metálicas por donde fluye el residuo líquido, produciéndose la destrucción molecular de inmediato. Breve descripción de los dibujos
Figura N° 1: Diagrama de la vista externa superior en perspectiva del recipiente digestor de residuos líquidos.
Figura N" 2: Corte sagital del Recipiente Digestor en cuyo interior se encuentra un sistema de aireación (4), un sistema de entramado de pvc u otro material (5); un sistema de al menos una malla de fierro (7) colocada entre las separaciones del entramado de pvc u otro material (5); las fijaciones (8) y los cables conductores (11).
Figura Ne 3: Corte transversal del fondo del recipiente digestor (1), en cuyo interior se encuentra un sistema de difusor de aireación (4).
Figura N° 4: Diagrama en perspectiva del entramado de pvc u otro material (5).
Figura N°5: Vista superior del recipiente digestor, en donde se observan los cables conductores de la distribución de las mallas de fierro (8) y de los separadores de pvc u otro material (5), además de la conexión intercalada de mallas de fierro (7) por medio de un cable conductor (11) y fijaciones (8).
Figura N°6: Vista de la conexión del recipiente digestor a las unidades de potencia y al sistema de control.
Descripción detallada de la Invención
El proceso de tratamiento de las aguas residuales se inicia con la acumulación de residuos líquidos crudos, en donde el afluente se acumula en un estanque que permite el tiempo de retención mínimo para producir la decantación de los sólidos suspendidos (lodos). Desde éste, el residuo líquido pasa al recipiente digestor (Figura 1) por medio de bombas elevadoras hasta alcanzar el volumen de activación del proceso en el recipiente digestor. El recipiente digestor (Figura 1) corresponde a un modelo contenedor resistente (1), cubierto por una estructura o reja metálica protectora (2). En la parte superior del recipiente existe una abertura cuyos bordes (3) deben permitir evitar el derrame de los residuos líquidos y, además, debe permitir realizar la inspección visual y recambio de los componentes internos.
Específicamente, el objeto a patentar es un recipiente que digiere residuos líquidos mediante un procedimiento que utiliza la reacción electro fenton para su degradación. El objeto digestor se compone de los siguientes elementos:
Un sistema contenedor del residuo líquido a tratar (Figura 2): compuesto por un recipiente sólido (1) al que llega el afluente, en cuyo interior y/o base se ubica un sistema de aireación constituido por difusores de aire (4) o cualquier otro medio de aireación, con su respectiva vía de alimentación (6), y por encima de éstos, un entramado de pvc u otro material (5), formando un cuerpo con separaciones horizontales y verticales (Figura 4). La finalidad de este entramado es servir de apoyo y separación entre los difusores de aire (4), las mallas de fierro (7) y el proceso de digestión del residuo líquido. La función del sistema de aireación es agregar oxígeno y ozono a la reacción Fenton, y también producir la circulación del residuo líquido dentro del recipiente.
Un procedimiento digestor electro-oxidante: el cual está constituido por mallas (7), en donde al menos una de ellas es de fierro, que se ubican separadamente entre el entramado de pvc (5). Las mallas (7) se conectan a una o más unidades de potencia para energizarse. Una o más de las mallas reciben un electrodo positivo, electrificándose. Por otro lado, otra o varias otras mallas se electrifican con carga negativa, mediante fijaciones (8) que sirven de ánodo o cátodo (Figura 5). Dichas mallas de fierro se conectan a una fuente de potencia eléctrica (Figura 6) con corriente continua que electrifican la malla de acuerdo a su conexión de carga; se conectan intercaladamente las mallas para generar diferencias de potencial con la finalidad de lograr catalizar las moléculas de agua produciendo la hidrólisis y así se liberen los átomos de H+ que reaccionan con el oxígeno que se ingresa por medio del aireador y el fierro dado por la oxidación de las mallas, para así lograr la degradación de la molécula compleja; las mallas se unen a una fuente, de forma intercalada, mediante cables conductores . Dicho cable se une a la conexión positiva o negativa de la fuente con la finalidad de transmitir la corriente a las mallas, de forma similar se conectan las otras mallas, pero a la corriente de carga contraria, negativa o positiva, respectivamente.
Con este procedimiento, la distribución de la carga de energía se realiza a través de todas las mallas metálicas. La función de esta estructura de mallas electrificadas (7), denominadas mallas de sacrificio, es liberar fierro Fe+ al agua, lo que permite que se lleve a cabo el proceso electro Fenton.
El recipiente digestor (1) realiza la reacción Fenton, la cual destruye las moléculas orgánicas y reduce moléculas complejas, hidrocarburos, compuestos aromáticos, oxida iones disueltos, etc. Un sensor de nivel (9) instalado dentro del recipiente digestor se encarga de controlar su llenado. Un tablero de control recibe esta señal, detiene el caudal de entrada y activa el proceso digestor, el cual consta de tres recursos: energía eléctrica, aire (4) y mallas de fierro (7). La energía eléctrica es introducida a través de mallas de fierro (7), las que cumplen dos tareas: la primera función es portar y repartir la energía eléctrica y la segunda es servir de proveedor de iones de hierro Fe+ (se denomina malla de sacrificio). La energía eléctrica produce la hidrólisis del agua existente en el residuo líquido. Específicamente, en presencia de la corriente eléctrica e iones de oxígeno, a través del catalizador Fe+ se producen radicales OH% los que reducen las moléculas complejas y/o iones de elementos disueltos. El aire es insuflado en el sistema a través de difusores (4), en una cantidad tal que permita la entrega de aire suficiente para la carga de contaminantes del residuo líquido a tratar. Esto aporta oxígeno y ozono. Estos tres recursos se administran durante un período de tiempo determinado de acuerdo con la carga de contaminantes del residuo líquido. Cumplido el tiempo definido en un tablero de control, se activa el vaciado del estanque digestor por medio del canal de desagüe, llevando el agua a un estanque de acumulación de las aguas tratadas.
Unidades de Potencia (10): Estas unidades de potencia (10) se conectan mediante cables conductores a las fijaciones (8) en las mallas metálicas (7), permitiendo con ello transformar el flujo de corriente eléctrica de alterna a continua, requerida por el procedimiento inventado diseñado para la digestión de residuos líquidos.
Sistema automatizado de control: El recipiente digestor debe conectarse a tableros de control (12), de los cuales uno es el principal pues controla ios tiempos de activación del proceso general, llenado, digestión y vaciado. Otros tableros de control sirven para el sistema de aireación (4) dentro del recipiente digestor y para el control automático de temperatura.
Ejemplo de aplicación N°l
Para verificar la efectividad del aparato y del procedimiento se desarrollan dos prototipos idénticos que consisten en un modelo a escala real a los cuales se le incorporan residuos líquidos con alta carga de moléculas orgánicas provenientes de distintos procesos productivos. Ambos prototipos se activan cuando en contenedor se llena a dos tercios de su capacidad, lo que activa el sensor de encendido del sistema de energización de las mallas. Se enciende simultáneamente el sistema de aireación, lo que hace que el ril circule a través de las mallas. Con ciclos de tratamiento preestablecidos, una vez terminado el ciclo, los riles son eliminados del contenedor. Se producen en el interior reacciones fisicoquímicas de modo que el ril cambia su viscosidad, color y olor.
El prototipo 1 se llena con riles provenientes de la fabricación de manteca. Dadas las características del proceso productivo, se aplican parámetros distintos a los usuales por existir un exceso de carga.
Informe de muestreo y análisis de descargas al sistema de alcantarillado realizado en Febrero de 2017 por aguas andinas considera la toma de muestras de riles posterior a su tratamiento en el prototipo 1. Tipo de muestra compuesta de 24 horas.
Figure imgf000012_0001
Ejemplo de aplicación N°2
Se evalúa la efectividad del recipiente de tratamiento de riles en el prototipo 2 mediante la medición de DQO , el cual recibe riles provenientes de la elaboración de alimentos. Se tomaron muestras de ril de dos puntos: ril crudo y ril tratado.
Figure imgf000013_0002
Ejemplo de aplicación N° 3
Se analizan informes de medición de los riles del prototipo 2 antes y después de la instalación del prototipo.
Figure imgf000013_0003
Tabla 2: Resultados de mediciones antes y después de utilizar el recipiente de tratamiento de riles que utiliza el sistema Electro Fenton
Se ueden visualizar los siguientes efectos por la utilización del prototipo:
Figure imgf000013_0001
Gráfico 1: Medición de aceites y grasas
Figure imgf000014_0001
Gráfico 2: Medición de DB05
La línea gruesa separa los resultados de las mediciones antes y después de la utilización el prototipo.

Claims

PLIEGO DE REIVINDICACIONES
1. Recipiente digestor que permite el tratamiento de residuos líquidos industriales por medio de la reacción Electro Fenton, CARACTERIZADO porque comprende un contenedor (1) dentro del cual se colocan al menos dos mallas metálicas conductoras (7), separadas por un entramado (5), conectadas a unidades de potencia de corriente continua (10) y que, además, posee en su interior medios de inyección de aire (4).
2. Recipiente digestor de residuos líquidos industriales, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el contenedor (1) está constituido por un material polímero o cerámico resistente a la corrosión y a la deformación.
3. Recipiente digestor de residuos líquidos industriales, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque en su interior debe encontrarse al menos 1 malla de fierro no galvanizada (7).
4. Recipiente digestor de residuos líquidos industriales, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el entramado que separa las mallas eléctricas (5) debe ser de material aislante o no conductor.
5. Recipiente digestor de residuos líquidos industriales, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el recipiente está conectado a un sistema de control de llenado, vaciado, de análisis de temperatura y de aireación (12).
6. Procedimiento de tratamiento de residuos líquidos industriales de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la reacción Electro Fenton comprende: a) la creación de un campo de energía eléctrica en las mallas metálicas conductoras (7) por medio de un ánodo y un cátodo, lo que causa en forma simultánea liberación de iones por hidrólisis del agua; liberación de Fe+; ionización del oxígeno que ingresa por medio de la inyección de aire, transformándolo en ozono; y b) degradación de moléculas orgánicas complejas.
7. Procedimiento de tratamiento de residuos líquidos industriales que utiliza la reacción Electro Fenton, según la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque la liberación de Fe+ se produce por oxidación de las mallas metálicas de fierro (7).
8. Uso del recipiente digestor y del procedimiento, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, CARACTERIZADO porque sirve para tratar desechos orgánicos presentes en residuos domiciliarios, percolados, lixiviados o cualquier otro líquido que contenga contaminantes presentes.
9. Uso del recipiente digestor y del procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 7, CARACTERIZADO porque sirve en lagunas con depósitos de residuos líquidos.
PCT/CL2018/000008 2017-03-28 2018-03-27 Planta de tratamiento de residuos líquidos la cual utiliza el sistema fenton para reducir las moléculas orgánicas WO2018176166A1 (es)

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