PROCEDIMIENTO DE DEPURACIÓN DE AGUA SIN APORTE DE SALES Y REACTOR DE DEPURACIÓN DE AGUA.

Procedimiento de depuración de agua sin aporte de sales y reactor de depuración de agua.

Procedimiento de depuración de aguas, sin aporte de sales, para el tratamiento del agua de piscinas, que comprende la aplicación simultánea de las técnicas de electrolisis y radiación ultravioleta sobre el agua a tratar, desarrollado en un único reactor.

Y, reactor para depuración de aguas, sin aporte de sales, según el procedimiento anterior, que comprende en el interior de un cuerpo tubular, al menos un paquete de electrodos con al menos dos electrodos cada uno, al menos dos lámparas ultravioletas y, una conexión de entrada y una conexión de salida del agua.

Procedimiento de depuración de agua sin aporte de sales y reactor de depuración de agua. Campo técnico de la invención

La presente invención corresponde al campo técnico de los tratamientos integrales del agua de piscinas, tanto de tipo residencial como pública. Antecedentes de la invención En la actualidad existe una serie de tratamientos del agua de piscinas basados en distintas técnicas, que están siendo ampliamente utilizados. De estos, los más extendidos son los que utilizan la técnica de la electrolisis y por otro lado los que utilizan la técnica de las radiaciones ultravioletas.

En función del tipo de tratamiento que se adopte, se obtiene una serie de ventajas y al mismo tiempo, una serie de inconvenientes.

Con la técnica de la electrolisis, el agua a tratar se somete a una corriente eléctrica continua mediante la introducción en la misma de unos electrodos (cátodo, ánodo) . En el fenómeno de electrolisis tienen lugar simultáneamente procesos de reducción catódica y de oxidación anódica que son aprovechados para la depuración y desinfección del agua de piscina.

Los procesos de electrolisis requieren de cierta conductividad en el agua. A conductividad cero el proceso electroquímico no ocurre. Por lo general los procesos de electrolisis para tratamiento de agua de piscina trabajan a concentraciones de sales disueltas entre los 4 y 6 grs/l, lo que obliga a adicionar sales en la puesta en marcha (4-6 kg/m3, generalmente NaCl) y reponer anualmente entre 1 y 2 kg/m3 por pérdidas de volumen (fundamentalmente lavados de filtro) . La conductividad del agua de llenado (agua de red) es equivalente a 0, 5 gr/l de sales, aproximadamente.

Por otro lado, el proceso de electrolisis aumenta el pH del agua por lo que requiere de la adición controlada y continuada de un reductor de pH (pH minus) .

Durante el proceso de electrolisis se genera in situ pequeñas concentraciones de cloro e hidróxido sódico, que se recombinan para formar ácido hipocloroso, HClO, que posteriormente reducen la materia orgánica y los patógenos, transformándose de nuevo en sal.

Este procedimiento presenta una serie de ventajas, como son el ahorro de agua y energía, pues no incrementa el ácido cianúrico residual, una reducción de las cloraminas, (reducción catódica) , una oxidación de la materia orgánica y además, se evita tener que añadir cloro, ya sea en forma sólida o líquida, pues la propia reacción de la electrolisis, produce in situ unas cantidades de cloro suficientes (1-2 mg/l) .

Además, la calidad del agua obtenida es excelente, precisa de un sencillo mantenimiento y presenta efecto residual (cloro 1-2 ppm) .

Sin embargo la electrolisis tiene como limitaciones la necesidad de aporte de sales al vaso, el aumento de la conductividad (generalmente a 4-6 kg/m3 de sales) y la reposición periódica de sales por las perdidas de agua debido a los lavados de filtro (1-2 kg/m3 y año) .

Por otra parte, está la técnica de la radiación ultravioleta (UV) , que se basa en la utilización del efecto de dicha radiación para la desinfección y eliminación de microorganismos vivos en el agua de las piscinas a tratar.

Esto lo consigue mediante un proceso físico de alteración del ADN de dichos microorganismos, sin aditivos de productos químicos ni variaciones en el olor o sabor del agua ni el pH de la misma.

Por otro lado, la radiación UV tiene capacidad para la eliminación de cloraminas presentes en el agua de la piscina, las cuales están limitadas por normativa (generalmente a <0, 6 mg/L) y son las causantes del olor sofocante a “cloro” e irritaciones en piel, mucosas, así como vías respiratorias tanto para bañistas, acompañantes y personal de mantenimiento.

El tratamiento UV, no precisa la adición de sal y minimiza la necesidad de lavados del filtro, con lo cual supone un ahorro en agua y energía.

Como inconvenientes, destacar que es un tratamiento local, pues no presenta un efecto residual y que no tiene capacidad de oxidación de la materia orgánica, con lo cual resulta necesaria la adición de algún tipo de oxidante o desinfectante, como Cloro, Bromo o Peróxido, por ejemplo. Al adicionar estos compuestos se requiere igualmente un control continuado del pH. Descripción de la invención

El procedimiento de depuración de aguas, sin aporte de sales, de los que se utilizan para el tratamiento del agua de piscinas, que aquí se presenta, comprende una aplicación simultánea de la técnica de electrólisis y la de radiación ultravioleta sobre el agua a tratar, desarrollándose ambas en un único reactor con resultado sinérgico de las técnicas.

Dicho procedimiento de depuración comprende una primera fase en la que el agua entra en el reactor.

A continuación, en la segunda fase, el agua circula por el interior del reactor, de manera que va recorriéndolo desde el extremo en que se produce la entrada en el mismo hasta su extremo opuesto, de forma que durante su avance, el agua se ve expuesta a ambas técnicas de electrólisis y radiación ultravioleta simultáneamente.

Por último la tercera fase comprende la salida del agua ya tratada del reactor.

Estas fases no son sucesivas, sino que son continuas durante en tiempo que dura el proceso, una vez iniciado el mismo. Es decir, que una vez entra el agua en el proceso y empieza a circular por el reactor, según va avanzando, continúa entrando agua en el reactor para ser tratada. Igualmente, según va saliendo agua del reactor, va entrando la misma cantidad de agua para su tratamiento.

Dicho procedimiento comprende además un aporte de un ácido pH minus al reactor, para neutralizar el aumento de pH provocado por el proceso de electrolisis. Dicho aporte se realiza en un punto próximo a la entrada del agua en el mismo.

Con el aporte de este ácido en esa zona en concreto, se consigue una reducción del valor del pH manteniendo valores constantes en el rango de 7.0 a 7.8 (rango óptimo para desinfección y tratamiento) . Al mismo tiempo, genera una limpieza química del elemento aislante (vaina de cuarzo) de la lámpara de radiación de ultravioletas existente en el interior del reactor, gracias a la disolución de las sales depositadas, fundamentalmente sales de Ca y Mg, que impiden la efectiva radiación al volumen del reactor, disminuyendo la dosis UV-C mJ/cm2. Esta adición de pH minus también ayuda a la limpieza de los electrodos de electrolisis, (cátodo) , incluso si trabajan con inversión de polaridad, ya que los cátodos tienden a depositar igualmente sales (especialmente Ca, Mg) y asistirá de manera conveniente a su limpieza (disolución) .

El ácido pH minus utilizado es preferentemente ácido clorhídrico, HCl. De esta manera, además de las ventajas anteriormente citadas, introducimos cloruro en el medio como anión del pH minus. Este anión mejora la eficacia en corriente del proceso de electrolisis cloruro a cloro, mejorando el proceso de desinfección y oxidación de materia orgánica.

En este procedimiento de depuración el dimensionamiento de la radiación UV-C y placas de electrolisis en un mismo reactor permite la desinfección del agua, con una eliminación de las cloraminas y una oxidación de la materia orgánica de manera apropiada. Con ello se consigue minimizar el número de lavados necesario del filtro en la piscina, lo que genera una concentración natural de las sales por evaporación de la lámina de agua.

De este modo se obtienen valores de concentración de las mismas del orden de entre 0, 5 a 1, 5 gr/l, con lo que se consigue eliminar la necesidad de realizar aportes de sal externa, como sí ocurre en la electrolisis clásica.

Así mismo, el agua que circula a través del reactor, debe presentar una velocidad de circulación en cm/sg, comprendida entre un mínimo tal que se garantice la salida de gases del reactor y no quede inundado de microburbujas producidas por la electrolisis dentro del mismo y un máximo que asegure un tiempo mínimo de permanencia del agua dentro del reactor (tiempo de residencia x dosis mínima UV-C mJ/cm2) para que se realicen ambos procesos sobre el agua de forma efectiva y simultánea.

Además del procedimiento de depuración de aguas, sin aporte de sales, de los que se utilizan para el tratamiento del agua de piscinas, se presenta en esta memoria el reactor para depuración de aguas, sin aporte de sales, utilizado en dicho procedimiento de depuración expuesto anteriormente.

Este, es un reactor único del procedimiento, en cuyo interior se llevan a cabo las dos técnicas de electrolisis y radiación ultravioleta simultáneamente.

Dicho reactor comprende en su interior al menos un paquete de electrodos, con al menos dos electrodos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de depuración de aguas, sin aporte de sales, de los que se utilizan para el tratamiento del agua de piscinas, caracterizado por que comprende una aplicación simultánea de la técnica de electrolisis y la técnica de radiación ultravioleta sobre el agua a tratar, que se desarrolla en un único reactor

(1) y comprende -una primera fase de entrada del agua en el reactor (1) ,

-una segunda fase de circulación del agua (7) a través del reactor (1) , siendo expuesta durante su avance a ambas técnicas, y

-una tercera fase de salida del agua (7) tratada del reactor (1) ,

-donde las tres fases son continuas durante el tiempo que dure el proceso una vez iniciado el mismo.

2. Procedimiento de depuración de aguas, sin aporte de sales, según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende un aporte de un ácido pH minus al reactor, en un punto próximo a la entrada (2) del agua al mismo, que produce continua y simultáneamente una neutralización del incremento de pH producido por la electrolisis, manteniéndolo en valores constantes en el intervalo entre 7.0 a 7.8, una limpieza química del elemento aislante formado por una vaina de cuarzo, de las lámparas de ultravioleta evitando la formación en los mismos de depósitos y, la mejora de la limpieza de los cátodos incluso con inversión de polaridad.

3. Procedimiento de depuración de aguas, sin aporte de sales, según la reivindicación 2, caracterizado por que el ácido pH minus aportado a la entrada (2) del reactor (1) es preferentemente ácido clorhídrico, que aporta anión cloruro al medio mejorando el proceso de electrolisis cloruro a cloro que potencia la desinfección y oxidación de materia orgánica.

4. Procedimiento de depuración de aguas, sin aporte de sales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dimensionamiento de radiación UV-C y placas electródicas cátodos-ánodos en un mismo reactor (1) permite la desinfección, eliminación de cloraminas y oxidación de materia orgánica de manera apropiada, minimizando de tal manera la necesidad de lavados de filtro en la piscina, que provoca una concentración natural de sus propias sales por evaporación de la lámina de agua, incrementando su concentración salina al menos entre 0, 5 a 1, 5 gr/l, respecto al agua de aporte, evitando la necesidad de adición periódica de sales al vaso de la piscina.

5. Procedimiento de depuración de aguas, sin aporte de sales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la circulación del agua (7) en la segunda fase, a través del reactor (1) , presenta una velocidad de paso que permite simultáneamente por un lado, una evacuación apropiada del reactor (1) de los gases producidos por la electrolisis así como la ausencia de microburbujas que reducen la transmitancia de la radiación UV, permitiendo la generación in situ de concentraciones de cloro entre 0, 5 y 5 ppms a la salida del reactor y por otro lado, un tiempo de residencia suficiente para alcanzar la dosis UV-C deseada entre 1 y 60 mJ/cm2.

6. Reactor (1) para depuración de aguas, sin aporte de sales, utilizando un procedimiento de depuración

de aguas tal y como se define en las reivindicaciones 1a5, caracterizado por que comprende

-al menos un paquete (6) de electrodos con al menos dos electrodos (5) cada uno,

-al menos una lámpara (4) de ultravioletas situadas en su interior, de baja o media presión, con un elemento aislante y cierres estancos que la aísla del medio acuoso,

-una placa interior (8) paralela al o los paquetes

(6) de electrodos para sujeción de los mismos y minimización de pérdidas de corriente shunt, -una conexión de entrada (2) y una conexión de salida (3) del agua,

-una brida inferior (9) de apoyo del conjunto formado por paquetes (6) de electrodos y lámparas (2) de ultravioletas,

-un cuerpo tubular (13) exterior a los elementos anteriores, que en uno de sus extremos se encuentra sujeto a la brida inferior (9) de apoyo y en su otro extremo presenta un elemento de cierre (14) del mismo,

-donde el cuerpo tubular (13) presenta dos orificios para la salida al exterior de las conexiones de entrada y salida (2 y 3) del agua.

7. Reactor (1) para depuración de aguas, según la reivindicación 6, caracterizado por que comprende una brida superior (10) de sujeción del o los paquetes (6) de electrodos y las lámparas (4) de ultravioletas.

8. Reactor (1) para depuración de aguas, según cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado por que comprende un punto de inyección de pH minus a la entrada del reactor.

9. Reactor (1) para depuración de aguas, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que los electrodos (5) cátodo-ánodo presentan forma de placa o metal desplegado y se disponen con conexión monopolar, bipolar o mixta, aplicando un voltaje cátodo ánodo entre3y24Vccyuna densidad de corriente entre 1 y 60 mA/cm2, y trabajan con concentraciones de sales entre los 0, 3 y 6 gr/l.

10. Reactor (1) para depuración de aguas, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que las lámparas (4) de ultravioletas proporcionan una dosis de UV-C entre los 1 y 60 mJ/ cm2, presentan forma tubular y comprenden un elemento aislante formado por una vaina de cuarzo, también de forma tubular.

11. Reactor (1) para depuración de aguas, según las reivindicaciones 7 y 10, caracterizado por que la brida superior (10) comprende unos medios de cierre

(12) estanco de cada vaina de cuarzo y la lámpara alojada en su interior.

12. Reactor (1) para depuración de aguas, según cualquiera de las reivindicaciones5a11, caracterizado por que el cuerpo tubular (13) exterior presenta forma cilíndrica.

13. Reactor (1) para depuración de aguas, según la reivindicación 12, caracterizado por que la brida inferior (9) presenta forma circular.

14. Reactor (1) para depuración de aguas, según la reivindicaciones 6 y 12, caracterizado por que la brida superior (10) presenta forma circular.

15. Reactor (1) para depuración de aguas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de cierre (14) de un extremo del cuerpo tubular (13) del reactor está formado por un tapón con forma tubular, que presenta unas dimensiones tales que la brida superior (10) del reactor se ajusta a la parte interior del mismo.