WO2021258229A1 - Un proceso y sistema de oxidación acelerada de aguas servidas, riles, residuales y agua potable in situ en forma directa y económica - Google Patents

Un proceso y sistema de oxidación acelerada de aguas servidas, riles, residuales y agua potable in situ en forma directa y económica Download PDF

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drinking water
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accelerated oxidation
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Carlos Adolfo DÍAZ NAVARRETE
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Sociedad OA Tecnologías Limitada
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • This invention relates to accelerated oxidation of wastewater and drinking water in situ that allows optimal cleaning of the water.
  • the main element for the survival of human beings, life, socioeconomic development, energy generation, food production and sustainable development is water, a resource that allows, given the growing need for water globally, reduce the burden of disease, improve health, and economic productivity of the population. Indeed, water is a natural, finite, unique and indispensable resource for all living organisms and for most of the economic and productive activities of the human being, but mainly for life, where it is essential to have clean water and the conditions basic services of adequate and equitable sanitation and hygiene.
  • the present invention addresses this type of problem, considering the growing need to achieve optimal cleaning of both waste and drinking water. In addition to this, it is relevant to achieve this objective at the lowest possible cost.
  • document CL201900446 discloses a device for dissolving a gas in water, which comprises a housing that is configured to be immersed in water, wherein the casing comprises at least one water inlet, a gas inlet and at least one water outlet for discharging gas-enriched water out of the casing, a pump that is in fluid communication with at least a water inlet for sucking water from an environment of the housing, wherein the pump is configured to generate a main stream of water, and a means for injecting said supplied gas through said gas inlet into said main stream of water.
  • This document does not include the technical elements of our invention and is focused on solving a technical problem different from this patent application, since it relates to measuring the concentration of a given gas by using a probe, ultimately presenting a technical application other than the present invention.
  • the national document CL200500184 reveals a process for the removal of ammonium and organic matter, purification and disinfection of the water used in confined aquaculture, where the water is treated inside a reactor based on heterogeneous photocatalysis, in which the Non-biodegradable organic pollutants are easily treated with homogeneous and / or heterogeneous photo-oxidative systems, based on a UV light source, in the middle of a supported catalyst that is part of a circuit through which a "batch" circulates. or a certain amount of water to be treated in a closed circuit, independent of the water recirculation system in aquaculture, then in a later stage, the water subjected to the pH adjustment is returned to the recirculation system.
  • This document presents a technical solution different from the present invention, since it uses a heterogeneous catalysis reactor, treatment of non-biodegradable organic compounds with a photo-oxidative system with UV light, which constitutes a technical solution different from the present invention.
  • a high efficiency organic wastewater degradation method that includes steps to add an agent after all the ferrous ions are oxidized into ferric ions based on a traditional reaction of Fenton.
  • the pH range of the reaction is wide, the total amount of iron of the reactions It is less than the amount of iron added in the traditional Fenton reaction, the cyclic effects of iron ions are higher than that of the traditional Fenton reaction, the utilization rate is high, the amount of sludge is low, the operation is simple, the degradation effects are good, the cost is low, and the operation is convenient.
  • the method can be used to treat pharmaceutical wastewater, pesticide wastewater, printing and dyeing wastewater, and the like.
  • this document does not address or disclose the technical solution of the present invention, since it does not use the means or the steps detailed in the present invention, as will be reflected in the following lines.
  • the main objectives of the present invention are to improve the effectiveness and efficiency in cleaning the water, through a process and system of accelerated oxidation of wastewater and drinking water in situ that allows the optimal cleaning of the water at a very low cost through the oxidation of organic material and the elimination of pathogens in the water, without the use of ultraviolet radiation or complex chemical products, with low energy consumption, high redox potential (measurement of the activity of electrons) that results in a high disinfectant power, that uses a reduced space, easy to transport, that only occupies the ambient air and eliminates odors, where the process comprises: generating allotropic oxygen, mixing allotropic oxygen generated with hydrogen peroxide, determining the optimal mixture between hydrogen peroxide and singlet oxygen using the ideal atomization elements and the measurement of the redox potential as a control parameter; and generating hydroxyl radicals (OH) from the previous point and incorporating the mixture of hydroxyl radicals to the water to be treated.
  • Figure 1 Shows the basic stages of the in situ wastewater and drinking water accelerated oxidation process of the present invention.
  • Figure 2 Shows the hydroxyl radical generator, to carry out an accelerated oxidation process of wastewater in situ, in which the means associated with said system are appreciated and detailed.
  • Figure 3 Shows the system to carry out an accelerated oxidation process of wastewater in situ, in which the means associated with said system are appreciated and detailed.
  • This invention achieves the solution to the technical problem raised, without the use of ultraviolet radiation or complex chemical products, which allows not only a simpler implementation, but also a considerable reduction in the costs associated with it.
  • Oxidation is a process that has always occurred in nature. Each element has its oxidation time and this can vary according to its structure, the environment (humidity, temperature, pH, atmospheric pressure, among other variables) or with modifications that humans generate in the system.
  • the present invention manages to reduce the natural oxidation times, which under normal conditions can reach 10 years, managing to reduce it to a few days, hours or minutes depending on the element to be treated.
  • One of the important characteristics of this invention is that in the treatment of these fluids microorganisms are eliminated, breaking their molecular structure, both at the cell wall and membrane level and at more internal levels such as cytoplasm and nucleus with their adjacent structures. This means that in the case of drinking water, disinfection is ensured without having to add chemical elements and also without necessarily having to occupy large spaces and infrastructures and also a lot of electrical energy to obtain a product suitable for human consumption.
  • the invention in question is capable of eliminating the biofilm by breaking the bonds and chains of exopolysaccharides that protect them since the oxygen atom has a great attraction for the carbon atom which is one of the main constituents of these chains. This is also an interesting point since it is very difficult to eliminate the biofilm due to its strong adherence to surfaces (pipes, ponds, filters, among others) and its very small size, which allows it to survive the current treatments of the plants of drinking and served water.
  • the oxidation process of the invention also acts very well and quickly in waters that have elements such as Fe, Mn, Cl, B, As 3 , among others, where it manages to form oxidized molecules (iron oxide, and others) the which are easier to precipitate or to get trapped in a membrane and thus be able to remove them. In this way, it is possible to obtain an optimal and uncontaminated product.
  • the fluid treatment plants are Biological and this system proposes a Physical-Chemical treatment, which means a paradigm shift for the treatment systems present today.
  • this invention comes to change and or modify and also be a co-assistant in the drinking water, sewage, sewage and wastewater treatment plants currently in operation.
  • the plants that are built in the future should adopt this technology as it is much cleaner and friendlier with the environment.
  • This hydroxyl molecule also has applications in other industries such as livestock (sanitation of pig, poultry, etc.), fish farming (elimination of Caligus), mining (in leaching processes), medicine (disinfection of rooms of hospitalization, sterilization of surgical wards and medical instruments), among others. Due to the aforementioned, the potential for new uses and applications of this technology is expectant and promising. Regarding its commercial part, it has a very high value, especially due to the need to have an economy based on sustainability more and more.
  • these steps constitute the basis of the present invention, where, in a preferred embodiment, the oxidation of the treating medium is carried out by the hydroxyl radicals that are generated in the aforementioned reaction system.
  • the oxygen molecules are separated in the reactor or allotropic oxygen generator (1), resulting in a sample rich in singlet oxygen 1 / 2O 2 as well as a percentage of O 3 that, due to efficiency, can reach a A value of 10% of the total of allotropic oxygens, when they are present in a cloud of atomized hydrogen peroxide molecules, they react generating the production of hydroxyl radical molecules.
  • the six individualized technical elements allow optimal cleaning of the water at a very low cost through the oxidation of organic material and the elimination of pathogens in the water, without the use of ultraviolet radiation or chemical products. complex.
  • this invention presents an accelerated oxidation process of wastewater and drinking water in situ that allows optimal cleaning of the water at a very low cost through the oxidation of organic material and the elimination of pathogens in water, without the use of ultraviolet radiation, or complex chemical products, which the process comprises: generating allotropic oxygen, mixing allotropic oxygen generated with hydrogen peroxide; generating hydroxyl radicals (OH) from the previous point; determine the optimal mixture between hydrogen peroxide and singlet oxygen using the ideal atomization elements and the measurement of the redox potential as a control parameter; and and incorporating the mixture of hydroxyl radicals to the water to be treated.
  • the process comprises a series of modalities, alternatives and / or configurations for the different stages described, where it is possible to point out, among others, that: the step of generating allotropic oxygen is carried out by means of an allotropic oxygen reactor or generator (1) of the type cold plasma; in the step of mixing allotropic oxygen generated with hydrogen peroxide, the allotropic oxygen corresponds to: 1 / 2O 2 plus a percentage of O 3 ; 80 ppm allotropic oxygen and hydrogen peroxide to: H 2 O 2 ; 1% hydrogen peroxide vol20; the step of mixing allotropic oxygen generated with hydrogen peroxide is carried out in a cross-flow injector or cross-flow cross-over nebulizer (2); the step to incorporate the mixture of hydroxyl radicals to the water to be treated is carried out by means of a bubble diffuser type micro-perforated hose; that when the hydroxyl radical comes into contact with the organic and pathogenic elements that are in the water, the following process is generated: To organic molecules: The hydroxyl radical against organic
  • the process comprises a series of other modalities, alternatives and / or configurations for the different stages described, where it is possible to point out, among others, that: the oxidation of the treatment medium is carried out by the hydroxyl radicals that are generated in a system reaction; that the separation of oxygen molecules is carried out in the reactor or allotropic oxygen generator (1), resulting in a sample rich in singlet oxygen 1 / 2O 2 as well as a percentage of O 3 that, due to the efficiency effect, can reach a value of 10% of the total allotropic oxygens, when present in a cloud of atomized hydrogen peroxide molecules, react generating the production of hydroxyl radical molecules; that allows to remove ammonia; that allows to purify the water; that allows to disinfect the water; that allows treating non-biodegradable organic compounds; that allows to return the water to the system; that allows to improve the microbiological, physicochemical and / or aesthetic conditions of the water; which also comprises removing the settled solids from the water; which also includes receiving information regarding water
  • this invention presents a system to carry out an accelerated oxidation process of wastewater and drinking water in situ that allows optimal cleaning of the water at a very low cost. through the oxidation of organic material and the elimination of pathogens in the waters, without the use of ultraviolet radiation or complex chemical products, which the process comprises: means to generate allotropic oxygen; means for mixing generated allotropic oxygen with hydrogen peroxide; means for generating hydroxyl radicals (OH) from the previous point; and means for incorporating the mixture of hydroxyl radicals into the water to be treated.
  • Said system comprises a series of modalities, alternatives and / or configurations for the different described means, where it is possible to point out, among others, that: because the system comprises: means of the reactor type or allotropic oxygen generator (1) of the cold plasma type , means of the cross-flow injector type or cross-over-flow nebulizer type (2), means of the peristaltic pump type, means of the industrial blower type, means of the stop and control valve type, and means of the Flowmeter type;
  • the means for generating allotropic oxygen comprise an allotropic oxygen reactor or generator (1) of the cold plasma type;
  • the means for mixing allotropic oxygen generated with hydrogen peroxide, the allotropic oxygen corresponds to: 1 / 2O 2 plus a percentage of O 3 ; 80 ppm allotropic oxygen and hydrogen peroxide to: H 2 O 2 ; 1% hydrogen peroxide vol20;
  • the means for mixing allotropic oxygen generated with hydrogen peroxide comprise a cross-flow injector or cross-flow cross-over nebul
  • the system comprises a series of other modalities, alternatives and / or configurations for the different means described, where it is possible to indicate, among others, that: it allows to remove ammonia, purify the water, disinfect the water, treat non-organic compounds. biodegradable, return the water to the system, improve the microbiological, physicochemical and / or aesthetic conditions of the water; further comprising means for removing settled solids from the water; which also includes means for receiving information regarding water quality parameters; which is used in industrial effluents; it comprises means for feeding water to be treated to a treatment tank; said treatment tank includes at least one water inlet and one water outlet; it comprises means for feeding the treated water to a collecting tank; organic pollutants come from domestic, agricultural, industrial wastes or from soil erosion; and that the pollutants to be treated correspond to any oxidizable organic pollutant such as hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, insecticides, detergents, benzene, toluene or metals.
  • any oxidizable organic pollutant
  • This process and system can be used, for example, in places where it is not possible to implement or install a conventional water cleaning system.
  • its exemplary use is possible, in the most diverse industries that require cleaning of residual or potable water, in a modular and accelerated way, such as the agricultural, livestock, mining industry, and in general in all those industries that have a water plant. production and / or processing that uses water for its processes.

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Abstract

Se presenta un proceso y sistema de oxidación acelerada de aguas servidas, riles, residuales y agua potable in situ en forma directa y económica que permite la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas que sirve para el tratamiento a bajo costo operativo de aguas sanitarias, riles, agua potabilizable, el proceso y sistema consiste en la formación directa de radical hidroxilo in situ con el objeto de acelerar la descomposición oxidativa de contaminantes orgánicos y microorganismos, sin uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos como el cloro o algún otro tipo de catalizador, con bajo consumo energético, alto potencial redox (medida de la actividad de los electrones) que redunda en un alto poder desinfectante, que utiliza un espacio reducido, de fácil transporte, que solo ocupa el aire del medio ambiente y elimina olores, en donde el proceso comprende: generar oxígeno alotrópico, mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno; determinar la mezcla óptima entre peróxido de hidrógeno y oxígeno singulete utilizando los elementos de atomización ideal y la medida del potencial redox como parámetro de control; y generar radicales hidroxilos (OH) e incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar.

Description

Un proceso y sistema de oxidación acelerada de aguas servidas, riles, residuales y agua potable in situ en forma directa y económica
Este invento se refiere a la oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ que permite la limpieza óptima del agua.
El principal elemento de la supervivencia de los seres humanos, de la vida, del desarrollo socioeconómico, de la generación de energía, de la producción de alimentos y del desarrollo sostenible, lo constituye el agua, recurso que permite, dada la creciente necesidad de agua a nivel mundial, reducir la carga de enfermedades, mejorar la salud, y la productividad económica de la población. En efecto, el agua es un recurso natural, finito, único e indispensable para todo organismo viviente y para la mayoría de las actividades económicas y productivas del ser humano, pero principalmente para la vida, en donde es fundamental contar con agua limpia y las condiciones básicas de servicios de saneamiento e higiene adecuados y equitativos.
El considerable incremento que ha experimentado tanto la población mundial como las actividades productivas en las más diversas industrias, ha generado una demanda también creciente por los recursos hídricos. Sumado a lo anterior, debido al cambio climático, existen muchas regiones que hoy en día ven amenazadas las posibilidades de asegurar el acceso de agua o de disponer de ella en una calidad y cantidad suficiente.
Por ello, existen aún múltiples desafíos en torno a este recurso hídrico, como lo son la escasez de agua, carencia de acceso a servicios de agua potable y el tratamiento adecuado de aguas residuales, razón por la cual resulta necesario mejorar la calidad del agua reduciendo la contaminación, minimizando la emisión de productos químicos y materiales peligrosos, reduciendo las aguas residuales sin tratar, de la mano de un aumento en el reciclado y la reutilización sin riesgos.
En este contexto y particularmente en relación al tratamiento de aguas residuales y agua potable, la presente invención aborda este tipo de problemática, considerando la creciente necesidad de lograr una limpieza óptima del agua tanto residual como potable. Sumado a ello, resulta relevante lograr dicho objetivo a un costo lo más reducido posible.
En definitiva, actualmente tanto en Chile como en el resto del mundo, se busca aumentar la eficacia y la eficiencia en la limpieza de este recurso hídrico vital para nuestra sobrevivencia y desarrollo futuro.
De acuerdo a lo anterior, existe la necesidad de lograr de manera eficiente y eficaz la limpieza óptima del agua residual como potable a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en aguas residuales y la oxidación y eliminación de patógenos en el agua potable.
Al revisar y analizar el estado de la técnica, entre los documentos más cercanos relacionados con la temática de la presente invención, podemos apreciar el documento CL201900446, el cual divulga un dispositivo para disolver un gas en agua, que comprende una carcasa que está configurada para ser sumergida en el agua, en donde la carcasa comprende al menos una entrada de agua, una entrada de gas y al menos una salida de agua para descargar agua enriquecida con gas fuera de la carcasa, una bomba que está en fluida comunicación con al menos una entrada de agua para succionar agua desde un entorno de la carcasa, en donde la bomba está configurada para generar una corriente principal de agua, y un medio para inyectar dicho gas suministrado a través de dicha entrada de gas a dicha corriente principal de agua. Este documento no comprende los elementos técnicos de nuestra invención y está enfocado en la solución de un problema técnico diferente a esta solicitud de patente, ya que se relaciona con medir la concentración de un gas determinado mediante el empleo de una sonda, presentando en definitiva una aplicación técnica distinta de la presente invención.
Por otro lado, el documento nacional CL200500184, revela un proceso para la remoción de amonio y materia orgánica, purificación y desinfección del agua usada en acuicultura confinada, donde el agua es tratada dentro de un reactor a base de fotocatálisis heterogénea, en el cual los compuestos contaminantes orgánicos no biodegradables fácilmente son tratados con sistemas foto oxidativos, homogéneos y/o heterogéneos, en base a una fuente de luz UV, en un medio de un catalizador soportado que forma parte de un circuito a través del cual circula un "batch" o una cantidad determinada de agua a ser tratada en circuito cerrado, independiente del sistema de recirculación del agua en la acuicultura, luego en una etapa posterior, el agua sometida al ajuste del PH es devuelta al sistema de recirculación. Este documento presenta una solución técnica distinta a la presente invención, ya que emplea un reactor de catálisis heterogénea, tratamiento de los compuestos orgánicos no biodegradables con sistema foto oxidativo con luz UV, lo que constituye una solución técnica distinta a la presente invención.
Finalmente, el estado del arte divulga en el documento CN106946314, un método de degradación de aguas residuales orgánicas de alta eficiencia que incluye pasos para agregar un agente después de que todos los iones ferrosos se oxiden en iones férricos sobre la base de una reacción tradicional de Fenton. Según el método, a través de la combinación de la reacción tradicional de Fenton y la reacción similar a Fenton del compuesto de complejo de hierro y los iones férricos, el rango de pH de la reacción es amplio, la cantidad total de hierro de las reacciones es menor que la cantidad de hierro agregada en la reacción tradicional de Fenton, los efectos cíclicos de iones de hierro son superiores a los de la reacción tradicional de Fenton, la tasa de utilización es alta, la cantidad de lodo es baja, la operación es simple, los efectos de degradación son buenos, el costo es bajo y la operación es conveniente. El método puede usarse para tratar aguas residuales farmacéuticas, aguas residuales de pesticidas, imprimir y teñir aguas residuales, y similares. Sin embargo, este documento no aborda ni revela la solución técnica de la presente invención, pues no emplea los medios ni las etapas detalladas en la presente invención, como quedará plasmado en las siguientes líneas.
En definitiva, como se puede apreciar en el estado del arte precedentemente citado y descrito, no existe una solución efectiva al problema técnico planteado, relacionado con permitir la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas, sin el uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos, solución técnica que sí logra alcanzar esta solicitud de patente, la que será descrita en detalle en los siguientes párrafos.
 Breve descripción de la invención
Los principales objetivos de la presente invención consisten en mejorar la eficacia y la eficiencia en la limpieza del agua, mediante un proceso y sistema de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ que permite la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas, sin uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos, con bajo consumo energético, alto potencial redox (medida de la actividad de los electrones) que redunda en un alto poder desinfectante, que utiliza un espacio reducido, de fácil transporte, que solo ocupa el aire del medio ambiente y elimina olores, en donde el proceso comprende: generar oxígeno alotrópico, mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno, determinar la mezcla óptima entre peróxido de hidrógeno y oxígeno singulete utilizando los elementos de atomización ideal y la medida del potencial redox como parámetro de control; y generar radicales hidroxilos (OH) a partir del punto anterior e incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar.
Figura 1: Muestra las etapas básicas del proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de la presente invención.
Figura 2: Muestra el generador radical hidroxilo, para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales in situ, en el que se aprecian y detallan los medios asociados a dicho sistema.
Figura 3: Muestra el sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales in situ, en el que se aprecian y detallan los medios asociados a dicho sistema.
Descripción detallada de la invención
La base de la presente solicitud de patente, lo constituye un proceso y sistema de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ que permite la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas.
Esta invención logra la solución al problema técnico planteado, sin el uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos, lo que permite no solo una implementación más simple, sino que también una reducción considerable de los costos asociados a la misma.
La oxidación es un proceso que se da en la naturaleza desde siempre. Cada elemento tiene su tiempo de oxidación y esto puede variar de acuerdo a su estructura, al medio ambiente (humedad, temperatura, pH, presión atmosférica, entre otras variables) o bien con modificaciones que el ser humano genere en el sistema.
La presente invención, logra disminuir los tiempos naturales de oxidación, que en condiciones normales puede llegar a los 10 años, logrando reducirlo a unos pocos días, horas o minutos dependiendo del elemento que se quiera tratar.
De acuerdo a la invención en comento, es posible mejorar el tratamiento de distintos tipos de fluidos (riles, agua potable, aguas servidas, aguas residuales, entre otros) y así hacer más eficientes los procesos de limpieza. Estos fluidos ya mejorados tienen, entre otras varias características, poder reutilizarlos, almacenarlos o someterlos a otros tratamientos para hacerlos aún más óptimos.
Una de las características importantes de este invento es que en el tratamiento de estos fluidos se eliminan microorganismos, rompiendo su estructura molecular, tanto a nivel de pared y membrana celular como a niveles más internos como citoplasma y núcleo con sus estructuras adyacentes. Esto lleva a que en el caso del agua potable se asegura la desinfección sin tener necesidad de agregar elementos químicos y además sin tener, necesariamente, que ocupar grandes espacios e infraestructuras y además mucha energía eléctrica para obtener un producto apto para el consumo humano.
En el caso de las aguas servidas, esto puede ser aún más beneficioso ya que al eliminar los patógenos de ésta, se está cortando o disminuyendo el ciclo de resistencia a los antimicrobianos (antibióticos, antifúngicos, entre otros), es decir, si el agua servida tratada con este sistema se ocupa en riego de pastizales, hortalizas o la bebe el ganado, las probabilidades de ingesta de microorganismos se ve disminuida considerablemente.
En el caso actual siempre existe una sobrevivencia de microorganismos y estos se van haciendo resistentes a los químicos o antibióticos usados en su limpieza o antes de ella. La presente invención, en tanto, da como resultado que el microorganismo no llegue a estas dos fuentes de alimento tan importantes para las personas.
La invención en comento, es capaz de eliminar el biofilm al romper los enlaces y cadenas de exopolisacáridos que los protegen ya que el átomo de oxígeno tiene una gran atracción por el átomo de carbono el cual es uno de los principales constituyentes de estas cadenas. Esto también es un punto interesante ya que es muy difícil eliminar el biofilm por su fuerte adherencia a las superficies (cañerías, estanques, filtros, entre otros) y de tamaño muy pequeño, lo que le permite sobrevivir a los tratamientos actuales de las plantas de agua potable y servidas.
Además, el proceso de oxidación de la invención también actúa muy bien y rápido en aguas que tienen elementos como el Fe, Mn, Cl, B, As3, entre otros, donde logra formar moléculas oxidadas (óxido de fierro, y otras) las cuales son más fáciles de precipitar o de quedar atrapadas en una membrana y así poder removerlas. De esta manera se logra obtener un producto óptimo y no contaminado.
La generación de oxígeno alotrópico más peróxido de oxígeno (H2O2) permiten en esta invención formar radicales hidroxilos (OH). Esta molécula posee un potencial redox más alto que el oxígeno alotrópico y es altamente eficiente en procesos de limpieza y desinfección en diversos tipos de fluidos. Su formación sucede una vez ya separada la molécula de oxígeno (O2) en dos átomos de oxígeno, agregándole peróxido de oxígeno por medio de un nebulizador elegido ad hoc. De esta manera se mezclan el oxígeno alotrópico con el peróxido de oxígeno y se forman los radicales hidroxilos que luego se incorporan al fluido a tratar.
Este invento tiene muchas características que le permiten ventajas importantes frente a otros sistemas que se ocupan en la actualidad, lo que en este momento lo hace único en su tipo. Podemos nombrar, entre otras, las siguientes:
  • - Muy bajo consumo energético
  • - Generación in situ de hidroxilo
  • - Ocupa muy poco espacio
  • - Fácil de transportar y trasladar
  • - Ocupa sólo el aire del medio ambiente para lograr el oxigeno alotrópico
  • - Ocupa sólo H2O2 para generar junto al O la molécula de hidroxilo
  • - Alto potencial redox, solo superado por el del flúor, lo que le da un gran poder desinfectante
  • - El volumen a ocupar de H2O2 es mínimo y de bajo costo
  • - Puede ocupar energía fotovoltaica
  • - Elimina olores
Por lo general las plantas de tratamiento de fluidos son Biológicas y este sistema plantea un tratamiento Físico-Químico, lo que significa un cambio de paradigma para los sistemas de tratamiento presentes en la actualidad.
Debido a todo lo anterior, este invento viene a cambiar y o modificar y también ser coayudante en las plantas de tratamiento de agua potable, riles, aguas servidas y residuales actualmente en operación. De acuerdo con lo anterior, las plantas que se construyan en el futuro deberían adoptar esta tecnología por ser mucho más limpia y amigable con el medio ambiente.
Esta molécula de hidroxilo también tiene aplicaciones en otras industrias tales como en la ganadería (sanitización de las naves de crianza de cerdos, aves, etc), piscicultura (eliminación del Caligus), minería (en procesos de lixiviación), medicina (desinfección de salas de hospitalización, esterilización de pabellones quirúrgicos e instrumental médico), entre otras. Por lo anteriormente descrito, el potencial en nuevos usos y aplicaciones de esta tecnología es expectante y prometedor. En cuanto a su parte comercial tiene un valor muy alto, sobretodo por la necesidad de tener cada vez más una economía basada en la sustentabilidad.
Haciendo referencia a la Figura 1, ésta presenta un esquema general del proceso de la invención en comento, en donde se muestran esquemáticamente las etapas del mismo. En ella, es posible apreciar las siguientes etapas:
  1. Generar oxígeno alotrópico;
  2. Mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno;
  3. Generar radicales hidroxilos (OH) a partir del punto anterior;
  4. Determinar la mezcla optima entre peróxido de hidrogeno y oxigeno singulete utilizando los elementos de atomización ideal y la medida del potencial redox como parámetro de control; e
  5. Incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar.
Como se aprecia en la Figura 1, estas etapas se constituyen en la base de la presente invención, en donde, en una modalidad preferida, la oxidación del medio tratante se realiza mediante los radicales hidroxilos que se generan en el sistema de reacción antes mencionado. Como primera etapa se realiza la separación de las moléculas de oxígeno en el reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) resultando una muestra rica en oxígeno singulete 1/2O2 como además un porcentaje de O3 que por efecto de eficiencia puede llegar a un valor de 10% del total de los oxígenos alotrópicos, éstos al encontrarse presente a una nube de moléculas de peróxido de hidrógeno atomizado reacciona generando la producción de moléculas de radical hidroxilo.
Asimismo, en otra modalidad de la presente invención, los pasos de este proceso, se limitan a:
  1. Generar oxígeno alotrópico mediante un reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) del tipo plasma frío;
  2. Mezclar oxígeno alotrópico generado (1/2O2 más un porcentaje de O3; 80 ppm de oxígeno alotrópico) con peróxido de hidrógeno (H2O2; 1% de peróxido de hidrógeno vol20) en un inyector de flujo cruzado o nebulizador tipo cross-over de flujo cruzado (2);
  3. Generar radicales hidroxilos (OH) a partir del punto anterior;
  4. Incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar mediante un difusor de burbuja tipo manguera micro-perforada; y
  5. Cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se generan los siguientes dos procesos:
    1. A moléculas orgánicas: El radical hidroxilo frente a moléculas orgánicas produce un efecto de destrucción de enlaces de carbono, hidrógeno, nitrógeno y de todo enlace donde hay átomos que forman la molécula orgánica, en la naturaleza los átomos orgánicos están definidos H, O, C, N y S al romper los enlaces comienza a reducir las cadenas moleculares a cadenas cortas inocuas y fáciles de reducir dentro del proceso;
    2. A microorganismos: En el caso de los microorganismos también se comienza a destruir las cadenas moleculares de las células de los patógenos llegando hasta su ADN destruyendo toda la capacidad del microorganismo de seguir viviendo y de generar daño o toxinas.
En relación a la Figura 2, ésta muestra el sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales in situ que permite la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en aguas residuales, sin uso de radiación ultravioleta ni productos químicos complejos. En ella, es posible observar los siguientes elementos:
  1. Medios para generar oxígeno alotrópico;
  2. Medios para mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno;
  3. Medios para generar radicales hidroxilos (OH) a partir del punto anterior;
  4. Medios para determinar la mezcla óptima entre peróxido de hidrógeno y oxígeno singulete utilizando los elementos de atomización ideal y la medida del potencial redox como parámetro de control; y
  5. Medios para incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar.
Asimismo, en una modalidad del sistema de la presente invención, es posible observar los siguientes elementos en relación a las referencias numéricas de la referida figura:
  1. Medios del tipo reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) del tipo plasma frío;
  2. Medios del tipo inyector de flujo cruzado o nebulizador tipo cross-over de flujo cruzado (2);
  3. Medios del tipo bomba peristáltica;
  4. Medios del tipo soplador industrial;
  5. Medios del tipo válvulas de paso y de control;
  6. Medios del tipo Flujómetro
En donde las referencias numéricas corresponden a:
  1. Generador de plasma frío junto a su componente electrónico. En este lugar se separa la molécula de oxígeno en dos oxígenos alotrópicos
  2. Nebulizador (tipo cross-over de flujo cruzado) por el cual se entrega el H2O2. Vienen calibrados según la dosis de H2O2 que se requiera para formar Radicales Hidroxilo (OH) los cuales se aplican al agua a tratar
  3. Bomba peristáltica
  4. Blower
  5. Estanque de H2O2
  6. Flujómetro
Como se puede apreciar en esta segunda figura, los seis elementos técnicos individualizados, permiten la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas, sin uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos.
Finalmente, la figura 3, muestra el sistema completo en el cual las referencias corresponde a:
  1. Caja o Compartimiento que contiene los elementos de la figura 2.
  2. Estanque de reacción con manguera difusora en base
  3. Estanque decantador para separación de lodo y agua tratada
  4. Estanque de agua tratada
  5. Extracción de lodos del proceso de tratamiento
De acuerdo a las figuras detalladas, a modo ilustrativo y no limitativo, se presenta en esta invención un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ que permite la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas, sin uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos, que el proceso comprende: generar oxígeno alotrópico, mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno; generar radicales hidroxilos (OH) a partir del punto anterior; determinar la mezcla óptima entre peróxido de hidrógeno y oxígeno singulete utilizando los elementos de atomización ideal y la medida del potencial redox como parámetro de control; y e incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar.
Las pruebas de optimización de la creación de la molécula de radical hidroxilo nos han llevado a razones de peróxido de hidrogeno oxigeno de: H2O2 / 1/2O2 = 0,5
Este valor es el óptimo para aguas residuales sanitarias, sin duda para otro tipo de contaminantes del agua este valor óptimo varía y debe ajustarse experimentalmente in situ, los rango experimentados han variado desde 0,05 y 10 utilizando los rangos más comunes entre 0,5 y 3. Sin embargo, como el medidor de eficiencia de la aplicación es el nivel de potencial de óxido reducción o redox que debe estar por sobre 250 mV de diferencial entre el crudo base y el agua tratada, este es el control correcto de la mezcla precisa.
El proceso comprende una serie de modalidades, alternativas y/o configuraciones para las distintas etapas descritas, donde es posible señalar, entre otras, que: el paso de generar oxígeno alotrópico se realiza mediante un reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) del tipo plasma frío; el paso de mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno, el oxígeno alotrópico corresponde a: 1/2O2 más un porcentaje de O3; 80 ppm de oxígeno alotrópico y el peróxido de hidrógeno a: H2O2; 1% de peróxido de hidrógeno vol20; el paso de mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno se realiza en un inyector de flujo cruzado o nebulizador tipo cross-over de flujo cruzado (2); el paso incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar se realiza mediante un difusor de burbuja tipo manguera micro-perforad; que cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se generan el siguiente proceso: A moléculas orgánicas: El radical hidroxilo frente a moléculas orgánicas produce un efecto de destrucción de enlaces de carbono, hidrógeno, nitrógeno y de todo enlace donde hay átomos que forman la molécula orgánica, en la naturaleza los átomos orgánicos están definidos H, O, C, N y S al romper los enlaces comienza a reducir las cadenas moleculares a cadenas cortas inocuas y fáciles de reducir dentro del proceso; que cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se generan además el siguiente proceso: A microorganismos: En el caso de los microorganismos también se comienza a destruir las cadenas moleculares de las células de los patógenos llegando hasta su ADN destruyendo toda la capacidad del microorganismo de seguir viviendo y de generar daño o toxinas.
Asimismo, el proceso comprende una serie de otras modalidades, alternativas y/o configuraciones para las distintas etapas descritas, en donde es posible señalar, entre otras, que: la oxidación del medio tratante se realiza mediante los radicales hidroxilos que se generan en un sistema de reacción; que se realiza la separación de las moléculas de oxígeno en el reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) resultando una muestra rica en oxígeno singulete 1/2O2 como además un porcentaje de O3 que por efecto de eficiencia puede llegar a un valor de 10% del total de los oxígenos alotrópicos, estos al encontrarse presentes en una nube de moléculas de peróxido de hidrógeno atomizado reaccionan generando la producción de moléculas de radical hidroxilo; que permite remover amonio; que permite purificar el agua; que permite desinfectar el agua; que permite tratar los compuestos orgánicos no biodegradables; que permite devolver el agua al sistema; que permite mejorar las condiciones microbiológicas, fisicoquímicas y/o estéticas del agua; que además comprende remover los sólidos sedimentados del agua; que además comprende recibir información respecto a parámetros de calidad del agua; que se utiliza en efluentes industriales; que comprende alimentar agua a tratar a un tanque de tratamiento; que dicho tanque de tratamiento incluye al menos una entrada de agua y una salida de agua; que comprende alimentar el agua tratada a un tanque colector; que los contaminantes orgánicos provienen de desechos domésticos, agrícolas, industriales o de la erosión del suelo; y que los contaminantes a tratar corresponden a cualquier contaminante orgánico oxidable como hidrocarburos, hidrocarburos aromáticos, insecticidas, detergentes, benceno, tolueno o metales.
Asimismo, de acuerdo a las figuras detalladas, a modo ilustrativo y no limitativo, se presenta en esta invención un sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ que permite la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas, sin uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos, que el proceso comprende: medios para generar oxígeno alotrópico; medios para mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno; medios para generar radicales hidroxilos (OH) a partir del punto anterior; y medios para incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar.
Dicho sistema comprende una serie de modalidades, alternativas y/o configuraciones para los distintos medios descritos, donde es posible señalar, entre otras, que: porque el sistema comprende: medios del tipo reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) del tipo plasma frío, medios del tipo inyector de flujo cruzado o nebulizador tipo cross-over de flujo cruzado (2), medios del tipo bomba peristáltica, medios del tipo soplador industrial, medios del tipo válvulas de paso y de control, y medios del tipo Flujómetro; los medios para generar oxígeno alotrópico comprenden un reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) del tipo plasma frío; los medios para mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno, el oxígeno alotrópico corresponde a: 1/2O2 más un porcentaje de O3; 80 ppm de oxígeno alotrópico y el peróxido de hidrógeno a: H2O2; 1% de peróxido de hidrógeno vol20; los medios para mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno comprenden un inyector de flujo cruzado o nebulizador tipo cross-over de flujo cruzado (2); los medios para incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar comprenden un difusor de burbuja tipo manguera microperforada; que cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se generan el siguiente proceso: A moléculas orgánicas: El radical hidroxilo frente a moléculas orgánicas produce un efecto de destrucción de enlaces de carbono, hidrógeno, nitrógeno y de todo enlace donde hay átomos que forman la molécula orgánica, en la naturaleza los átomos orgánicos están definidos H, O, C, N y S al romper los enlaces comienza a reducir las cadenas moleculares a cadenas cortas inocuas y fáciles de reducir dentro del proceso; que cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se generan además el siguiente proceso: A microorganismos: En el caso de los microorganismos también se comienza a destruir las cadenas moleculares de las células de los patógenos llegando hasta su ADN destruyendo toda la capacidad del microorganismo de seguir viviendo y de generar daño o toxinas; que la oxidación del medio tratante se realiza mediante los radicales hidroxilos que se generan en un sistema de reacción; y que se realiza la separación de las moléculas de oxígeno en el reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) resultando una muestra rica en oxígeno singulete 1/2O2 como además un porcentaje de O3 que por efecto de eficiencia puede llegar a un valor de 10% del total de los oxígenos alotrópicos, estos al encontrarse presente a una nube de moléculas de peróxido de hidrógeno atomizado reacciona generando la producción de moléculas de radical hidroxilo.
Finalmente, el sistema comprende una serie de otras modalidades, alternativas y/o configuraciones para los distintos medios descritos, en donde es posible señalar, entre otras, que: permite remover amonio, purificar el agua, desinfectar el agua, tratar los compuestos orgánicos no biodegradables, devolver el agua al sistema, mejorar las condiciones microbiológicas, fisicoquímicas y/o estéticas del agua; que además comprende medios para remover los sólidos sedimentados del agua; que además comprende medios para recibir información respecto a parámetros de calidad del agua; que se utiliza en efluentes industriales; comprende medios para alimentar agua a tratar a un tanque de tratamiento; dicho tanque de tratamiento incluye al menos una entrada de agua y una salida de agua; comprende medios para alimentar el agua tratada a un tanque colector; los contaminantes orgánicos provienen de desechos domésticos, agrícolas, industriales o de la erosión del suelo; y que los contaminantes a tratar corresponden a cualquier contaminante orgánico oxidable como hidrocarburos, hidrocarburos aromáticos, insecticidas, detergentes, benceno, tolueno o metales.
Este proceso y sistema puede utilizarse, por ejemplo, en lugares donde no es posible implementar o instalar un sistema convencional de limpieza de agua. Asimismo, es posible su uso ejemplar, en las más diversas industrias que requieren limpieza de agua residual o potable, de manera modular y acelerada, tales como la industria agrícola, ganadera, minera, y en general en todas aquellas industrias que tengan una planta de producción y/o procesamiento que emplee agua para sus procesos.
Luego de la descripción detallada de la presente invención en sus diversas modalidades, en el próximo apartado se presenta el pliego de reivindicaciones, con el detalle técnico asociado.

Claims (47)

  1. Un proceso de oxidación acelerada de aguas servidas, riles, residuales y agua potable in situ en forma directa y económica que permite la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas que sirve para el tratamiento a bajo costo operativo de aguas sanitarias, riles, agua potabilizable, el proceso consiste en la formación directa de radical hidroxilo in situ con el objeto de acelerar la descomposición oxidativa de contaminantes orgánicos y microorganismos, sin uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos como el cloro o algún otro tipo de catalizador, con bajo consumo energético, alto potencial redox (medida de la actividad de los electrones) que redunda en un alto poder desinfectante, que utiliza un espacio reducido, de fácil transporte, que solo ocupa el aire del medio ambiente y elimina olores, CARACTERIZADO porque el proceso comprende:
    1. Generar oxígeno alotrópico mediante el aire del medio ambiente;
    2. Mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno;
    3. Generar radicales hidroxilos (OH) a partir del punto anterior;
    4. Determinar la mezcla óptima entre peróxido de hidrógeno y oxígeno singulete utilizando los elementos de atomización ideal y la medida del potencial Redox como parámetro de control; y
    5. Incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar.
  2. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque las razones de peróxido de hidrógeno oxígeno de H2O2 / 1/2O2 = 0,5 corresponden al valor óptimo para aguas residuales sanitarias, en donde para otro tipo de contaminantes del agua este valor óptimo varía y debe ajustarse experimentalmente in situ, los rango experimentados han variado desde 0,05 y 10 utilizando los rangos mas comunes entre 0,5 y 3, sin embargo, como el medidor de eficiencia de la aplicación es el nivel de potencial de óxido reducción o redox que debe estar por sobre 250 mV de diferencial entre el crudo base y el agua tratada, este es el control correcto de la mezcla precisa.
  3. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el paso de generar oxígeno alotrópico se realiza mediante un reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) del tipo plasma frío.
  4. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el paso de mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno, el oxígeno alotrópico corresponde a: 1/2O2 más un porcentaje de O3; 80 ppm de oxígeno alotrópico y el peróxido de hidrógeno a: H2O2; 1% de peróxido de hidrógeno vol20.
  5. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el paso de mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno se realiza en un inyector de flujo cruzado o nebulizador tipo cross-over de flujo cruzado (2).
  6. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el paso incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar se realiza mediante un difusor de burbuja tipo manguera micro-perforada.
  7. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se genera el siguiente proceso:
    A moléculas orgánicas: El radical hidroxilo frente a moléculas orgánicas produce un efecto de destrucción de enlaces de carbono, hidrógeno, nitrógeno y de todo enlace donde hay átomos que forman la molécula orgánica, en la naturaleza los átomos orgánicos están definidos H, O, C, N y S al romper los enlaces comienza a reducir las cadenas moleculares a cadenas cortas inocuas y fáciles de reducir dentro del proceso.
  8. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se genera además el siguiente proceso:
    A microorganismos: En el caso de los microorganismos también se comienza a destruir las cadenas moleculares de las células de los patógenos llegando hasta su ADN destruyendo toda la capacidad del microorganismo de seguir viviendo y de generar daño o toxinas.
  9. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la oxidación del medio tratante se realiza mediante los radicales hidroxilos que se generan en un sistema de reacción.
  10. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque se realiza la separación de las moléculas de oxígeno en el reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) resultando una muestra rica en oxígeno singulete 1/2O2 como además un porcentaje de O3 que por efecto de eficiencia puede llegar a un valor de 10% del total de los oxígenos alotrópicos, estos al encontrarse presente en una nube de moléculas de peróxido de hidrógeno atomizado reacciona generando la producción de moléculas de radical hidroxilo.
  11. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque permite remover amonio.
  12. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque permite purificar el agua.
  13. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque permite desinfectar el agua.
  14. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque permite tratar los compuestos orgánicos no biodegradables.
  15. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque permite devolver el agua al sistema.
  16. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque permite mejorar las condiciones microbiológicas, fisicoquímicas y/o estéticas del agua.
  17. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque además comprende remover los sólidos sedimentados del agua.
  18. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque además comprende recibir información respecto a parámetros de calidad del agua.
  19. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque se utiliza en efluentes industriales.
  20. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque comprende alimentar agua a tratar a un tanque de tratamiento.
  21. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque dicho tanque de tratamiento incluye al menos una entrada de agua y una salida de agua.
  22. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque comprende alimentar el agua tratada a un tanque colector.
  23. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque los contaminantes orgánicos provienen de desechos domésticos, agrícolas, industriales o de la erosión del suelo.
  24. Proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque los contaminantes a tratar corresponden a cualquier contaminante orgánico oxidable como hidrocarburos, hidrocarburos aromáticos, insecticidas, detergentes, benceno, tolueno o metales.
  25. Un sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas servidas, riles, residuales y agua potable in situ en forma directa y económica que permite la limpieza óptima del agua a un costo muy reducido mediante la oxidación de material orgánico y la eliminación de patógenos en las aguas que sirve para el tratamiento a bajo costo operativo de aguas sanitarias, riles, agua potabilizable, el proceso consiste en la formación directa de radical hidroxilo in situ con el objeto de acelerar la descomposición oxidativa de contaminantes orgánicos y microorganismos, sin uso de radiación ultravioleta, ni productos químicos complejos como el cloro o algún otro tipo de catalizador, con bajo consumo energético, alto potencial redox (medida de la actividad de los electrones) que redunda en un alto poder desinfectante, que utiliza un espacio reducido, de fácil transporte, que solo ocupa el aire del medio ambiente y elimina olores, CARACTERIZADO porque el proceso comprende:
    1. Medios para generar oxígeno alotrópico;
    2. Medios para mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno;
    3. Medios para generar radicales hidroxilos (OH) a partir del punto anterior;
    4. Medios para determinar la mezcla óptima entre peróxido de hidrógeno y oxígeno singulete utilizando los elementos de atomización ideal y la medida del potencial redox como parámetro de control; y
    5. Medios para incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar.
  26. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque el sistema comprende:
    1. Medios del tipo reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) del tipo plasma frío;
    2. Medios del tipo inyector de flujo cruzado o nebulizador tipo cross-over de flujo cruzado (2);
    3. Medios del tipo bomba peristáltica;
    4. Medios del tipo soplador industrial;
    5. Medios del tipo válvulas de paso y de control;
    6. Medios del tipo Flujómetro.
  27. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque los medios para generar oxígeno alotrópico comprenden un reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) del tipo plasma frío.
  28. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque en los medios para mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno, el oxígeno alotrópico corresponde a: 1/2O2 más un porcentaje de O3; 80 ppm de oxígeno alotrópico y el peróxido de hidrógeno a: H2O2; 1% de peróxido de hidrógeno vol20.
  29. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque los medios para mezclar oxígeno alotrópico generado con peróxido de hidrógeno comprenden un inyector de flujo cruzado o nebulizador tipo cross-over de flujo cruzado (2).
  30. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque los medios para incorporar la mezcla de radicales hidroxilos al agua a tratar comprenden un difusor de burbuja tipo manguera microperforada.
  31. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se generan el siguiente proceso:
    A moléculas orgánicas: El radical hidroxilo frente a moléculas orgánicas produce un efecto de destrucción de enlaces de carbono, hidrógeno, nitrógeno y de todo enlace donde hay átomos que forman la molécula orgánica, en la naturaleza los átomos orgánicos están definidos H, O, C, N y S al romper los enlaces comienza a reducir las cadenas moleculares a cadenas cortas inocuas y fáciles de reducir dentro del proceso.
  32. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque cuando el radical hidroxilo entra en contacto con los elementos orgánicos y patógenos que están en el agua se genera además el siguiente proceso:
    A microorganismos: En el caso de los microorganismos también se comienza a destruir las cadenas moleculares de las células de los patógenos llegando hasta su ADN destruyendo toda la capacidad del microorganismo de seguir viviendo y de generar daño o toxinas.
  33. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque la oxidación del medio tratante se realiza mediante los radicales hidroxilos que se generan en un sistema de reacción.
  34. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque se realiza la separación de las moléculas de oxígeno en el reactor o generador de oxígeno alotrópico (1) resultando una muestra rica en oxígeno singulete 1/2O2 como además un porcentaje de O3 que por efecto de eficiencia puede llegar a un valor de 10% del total de los oxígenos alotrópicos, estos al encontrarse presente a una nube de moléculas de peróxido de hidrógeno atomizado reacciona generando la producción de moléculas de radical hidroxilo.
  35. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque permite remover amonio.
  36. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque permite purificar el agua.
  37. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque permite desinfectar el agua.
  38. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque permite tratar los compuestos orgánicos no biodegradables.
  39. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque permite devolver el agua al sistema.
  40. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque permite mejorar las condiciones microbiológicas, fisicoquímicas y/o estéticas del agua.
  41. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque además comprende medios para remover los sólidos sedimentados del agua.
  42. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque además comprende medios para recibir información respecto a parámetros de calidad del agua.
  43. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable In situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque se utiliza en efluentes industriales.
  44. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque comprende medios para alimentar agua a tratar a un tanque de tratamiento.
  45. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque dicho tanque de tratamiento incluye al menos una entrada de agua y una salida de agua.
  46. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque comprende medios para alimentar el agua tratada a un tanque colector.
  47. Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque los contaminantes orgánicos provienen de desechos domésticos, agrícolas, industriales o de la erosión del suelo.
    Sistema para realizar un proceso de oxidación acelerada de aguas residuales y agua potable in situ de acuerdo con la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque los contaminantes a tratar corresponden a cualquier contaminante orgánico oxidable como hidrocarburos, hidrocarburos aromáticos, insecticidas, detergentes, benceno, tolueno o metales.
PCT/CL2021/050056 2020-06-24 2021-06-23 Un proceso y sistema de oxidación acelerada de aguas servidas, riles, residuales y agua potable in situ en forma directa y económica WO2021258229A1 (es)

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