Proceso para el tratamiento de agua utilizando un dispositivo de alta velocidad de cizallamiento.

Un método para extraer contaminantes del agua de alimentación,

el métodocomprendiendo:

el proceso de someter una mezcla de fluidos comprendiendo un gas detratamiento y el agua de alimentación a una velocidad de cizallamiento mayor a20.000 s-1 en un dispositivo de alta velocidad de cizallamiento para produciruna dispersión del gas de tratamiento en una fase continua del agua dealimentación, en la que el gas de tratamiento es cloruro.

Proceso para el tratamiento de agua utilizando un dispositivo de alta velocidad de cizallamiento

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Campo tecnico [0001] La presente invención hace referencia en general al tratamiento de aguas. Mas en particular, la presente invención hace referencia al proceso de alta velocidad de cizallamiento para el tratamiento de aguas. El metodo publicado puede utilizarse para tratar aguas residuales o sin tratar que contienen contaminantes mediante el cual se pueden desinfectar, estabilizar y/o separar los contaminantes del agua. Antecedentes de la Invención [0002] Los procesos para reciclar aguas residuales de las actividades industriales presentan desafiantes problemas medioambientales y el gobierno regula estos procesos. El impacto sobre el medio ambiente de las aguas residuales utilizadas en actividades industriales ha llevado a la creación de regulaciones tanto a nivel local como federal. Estas regulaciones exigen la limpieza de las aguas residuales antes de su expulsión al medio ambiente y/o su introducción en los sistemas publicos de alcantarillado. [0003] Se presentan varios problemas al limpiar las aguas residuales industriales y residenciales. Por ejemplo, las aguas residuales comprenden a menudo cantidades significativas de sólidos en suspensión, minerales disueltos no deseables, y gases nocivos. Las aguas residuales tambien pueden comprender cantidades significativas de materias organicas, incluyendo hidrocarburos (por ejemplo, aceites) y bacterias. [0004] Ademas, el agua sin tratar de las fuentes superficiales (por ejemplo manantiales) o de las fuentes de agua subterranea requiere frecuentemente tratamiento para eliminar los contaminantes antes de su uso, por ejemplo antes de utilizarla como agua potable. [0005] Existen numerosas estrategias para el tratamiento de aguas. Por ejemplo, los procesos de oxidación quimica se utilizan rutinariamente para eliminar contaminantes organicos de las aguas residuales. Los sistemas fisicos de tratamiento de aguas residuales, incluyendo la floculación/flotación de particulas sólidas, tambien son comunes. Sin embargo, todavia existe una necesidad de procesos mejorados en la industria para el tratamiento de aguas residuales con los que se permita un aumento de rendimiento, aumento de la eliminación de contaminantes, y/o el uso de cantidades reducidas de asistente de tratamiento (por ejemplo gases como el cloruro y el aire o liquidos como floculantes) .

RESUMEN [0006] Se publica un proceso de alta velocidad de cizallamiento para el tratamiento de aguas. El proceso de alta velocidad de cizallamiento puede reducir las limitaciones de transferencia de masa relativas a los procesos convencionales de tratamiento de aguas, aumentando asi la velocidad del tratamiento de aguas y permitiendo potencialmente una reducción en el tiempo de contacto, una eliminación/neutralización mayor de los contaminantes no deseados, y/o una reducción en el asistente de tratamiento. El proceso emplea un dispositivo mecanico externo de alta velocidad de cizallamiento para proporcionar un contacto mejorado entre los reactivos. En algunos modos de realización, este contacto mejorado provoca reacciones quimicas aceleradas entre los reactivos multifase. En un modo de realización, el proceso comprende el uso de un dispositivo presurizado externo de alta velocidad de

cizallamiento para el tratamiento de aguas sin la necesidad de recipientes de gran volumen en los que el agua tiene altos tiempos de permanencia. [0007] Se publica aqui un metodo para eliminar contaminantes del agua de

alimentación, el metodo comprendiendo la sujeción de una mezcla de fluidos comprendiendo un gas de tratamiento y el agua de alimentación a una velocidad de cizallamiento mayor que ºº. sºº en un dispositivo de alta velocidad de cizallamiento para producir una dispersión del gas de tratamiento en una fase continua del agua de alimentación, en el que el gas de tratamiento es cloruro. El metodo tambien comprendiendo la introducción de la dispersión en un recipiente desde el que se extrae un producto acuoso; y la separación de particulas del producto acuoso. Los contaminantes pueden comprender materia organica disuelta, el gas de tratamiento puede comprender aire u oxigeno, el recipiente puede ser una cuba de aireación comprendiendo microorganismos que consumen materia organica, y las particulas separadas del producto acuoso pueden comprender microorganismos. Al menos una parte de las particulas puede reciclarse en la cuba de aireación. La dispersión puede ser estable durante al menos º minutos con la presión atmosferica. [0008] Ciertos modos de realización del metodo arriba descrito, proporcionan potencialmente unas condiciones de tiempo, temperatura y presión mas optimas que las posibles con otros metodos, y aumentan potencialmente la velocidad del proceso del tratamiento de aguas. Ciertos modos de realización de los metodos arriba descritos proporcionan potencialmente una reducción del coste total funcionando con tiempos de permanencia reducidos, proporcionando un aumento de producto por unidad de asistente de tratamiento consumido, y/o reducido capital y/o costes de funcionamiento. Estos y otros modos de realización y ventajas potenciales seran apreciables en la siguiente descripción detallada y los dibujos.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS [0009] Para una descripción mas detallada del modo de realización preferido de la presente invención, se hara referencia ahora a los dibujos adjuntos, en los que: [0010] La Figura es un diagrama de flujo de proceso del sistema de tratamiento de agua de acuerdo con un modo de realización de la presente publicación. [0011] La Figura es un vista longitudinal de sección transversal de un dispositivo multiºetapa de alta velocidad de cizallamiento, como el empleado en un modo de realización del sistema.

ANOTACION Y NOMENCLATURA [0011] Segun se utiliza aqui, el termino "dispersión" se refiere a una mezcla licuada que contiene al menos dos sustancias distinguibles (o "fases") que no se mezclaran o disolveran juntas facilmente. Segun se utiliza aqui, una "dispersión" comprende una fase "continua" (o "matriz") , que sostiene en si misma gotas, burbujas, y/o particulas discontinuas de la otra fase o sustancia. El termino dispersión puede referirse por lo tanto a espumas comprendiendo burbujas de gas suspendidas en una fase liquida continua, emulsiones en las que las gotas de un primer liquido se dispersan por toda una fase continua comprendiendo un segundo liquido con el que el primer liquido es insoluble, y las fases liquidas continuas a traves de las cuales las particulas sólidas se distribuyen. Segun se utiliza aqui, el termino "dispersión" engloba fases liquidas continuas a traves de las cuales las burbujas de gas se distribuyen, fases liquidas continuas a traves de las cuales las particulas sólidas (por ejemplo un catalizador o contaminante sólidos) se distribuyen, las fases liquidas continuas a traves de las cuales gotas de un segundo liquido que es sustancialmente insoluble en la fase continua se distribuyen, y fases liquidas a traves de las que cualquier combinación de particulas sólidas, gotas de liquido insoluble, y burbujas de gas se distribuyen. Por lo tanto, una dispersión puede existir como una mezcla homogenea en algunos casos (por ejemplo un liquido/fase liquida) , como una mezcla heterogenea (por ejemplo gas/liquido, sólido/liquido, o gas/sólido/liquido) , dependiendo de la naturaleza de las materias seleccionadas para combinar. El termino emulsión sera utilizado aqui de manera mas especifica para referirse a dispersiones liquido/liquido o liquido/liquido/sólido. [0013] El termino "asistente de tratamiento" se utilizara para referirse a cualquier componente anadido a una corriente de agua contaminada. Por ejemplo, en modos de realización, un "asistente de tratamiento" puede comprender un gas de tratamiento como el aire, el oxigeno, o el gas cloruro. En otros modos de realización, el "asistente de tratamiento" puede comprender un liquido como un agente liquido floculante.

DESCRIPCION DETALLADA [0014] Vision general La velocidad de las reacciones quimicas que comprenden liquidos, gases y sólidos dependen del tiempo de contacto, la temperatura y la presión. En los casos en los que se desea reaccionar dos o mas materias primas de diferentes fases (por ejemplo sólido y liquido; liquido y gas; sólido, liquido y gas) , uno de los factores de limitación controlando la velocidad de la reacción comprende el tiempo de contacto de los reactivos. En el caso de reacciones catalizadas de manera heterogenea existe un factor de limitación adicional de velocidad para eliminar los productos reactivos de la superficie del catalizador para permitir que el catalizador... [Seguir leyendo]

1. Un metodo para extraer contaminantes del agua de alimentación, el metodo comprendiendo: 5 el proceso de someter una mezcla de fluidos comprendiendo un gas de tratamiento y el agua de alimentación a una velocidad de cizallamiento mayor a

ºº. s en un dispositivo de alta velocidad de cizallamiento para producir una dispersión del gas de tratamiento en una fase continua del agua de alimentación, en la que el gas de tratamiento es cloruro.

2. El metodo de la reivindicación º, comprendiendo tambien: la introducción de la dispersión en un recipiente desde el que se extrae un producto acuoso; y la separación de particulas del producto acuoso.

3. El metodo de la reivindicación º, en el que los contaminantes comprenden materia organica disuelta, en el que el gas de tratamiento comprende aire u oxigeno, en el

que el recipiente es una cuba de aireación comprendiendo microorganismos que consumen materia organica, y en el que las particulas separadas del producto acuoso comprenden microorganismos.

4. El metodo de la reivindicación 3 comprendiendo ademas el reciclaje de al menos una parte de las particulas en la cuba de aireación.

5. El metodo de la reivindicación º, en el que el dispositivo de alta velocidad de cizallamiento comprende un rotor y un estator con forma complementaria separados por un espacio fijo de cizallamiento con un ancho de espacio fijo en el intervalo entre , mm y ºº, º mm.