MXPA00004951A

MXPA00004951A - Metodo y aparato para el tratamiento de agua de desperdicio.

Info

Publication number: MXPA00004951A
Application number: MXPA00004951A
Authority: MX
Inventors: Lambert Lawrence
Original assignee: Applied Oxidation Technologies
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2002-04-24
Also published as: SG98395A1; AR027174A1; NO20002608L; IL136223A0; US6325916B1; EG22065A; IL136223A; ZA200002394B; EA200000440A2; SK7622000A3; PL340206A1; KR20010106256A; EA200000440A3; BR0007114A; NZ504670A; EP1053976A1; TR200001455A3; US6358398B1; AU764856B2; KR20010039617A

Abstract

Metodo para separar contaminantes de una fuente acuosa que contiene contaminantes. En una modalidad, el metodo involucra el uso de un oxidante altamente pulverizado disuelto dentro del sistema acuoso. El gas se disuelve dentro de un deposito en la solucion acuosa y la presion dentro del deposito es controlable. Esto permite un maximo contacto del gas oxidante disuelto con el material contaminante. Una vez que esta oxidada, la salida del deposito se adapta para permitir la cavitacion hidraulica. El efecto neto de la cavitacion es inducir a formacion de espuma cuya espuma transporta un floculo a una fase separada de la solucion acuosa. De esta manera, el proceso es de, manera efectiva, un proceso de transferencia de masa de gas oxidante disuelto. En otra modalidad, el proceso puede ampliarse a traves de electrocoagulacion. Esto involucra el uso de una celda electrica que se coloca dentro del deposito que contiene el material oxidante. Al proporcionar electrodos y exponer a los electrodos a una fuente de corriente, los contaminantes que se encuentran dentro de la solucion acuosa se oxidan o se degradan y esto complementa la oxidacion por parte del oxidante gaseoso disuelto. Tambien se describe un aparato para llevar a cabo los metodos propuestos anteriormente.

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método y a un aparato de tratamiento de aguas residuales y, más particularmente, la presente invención se refiere a la separación de contaminantes de una solución acuosa usando técnicas de transferencia de masa y electrocoagulación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El problema de separación o eliminación de contaminantes de sistemas acuosos ha sido una complicación que el estado de la técnica tuvo durante muchas décadas. Con este fin, el arte se desarrolló junto con procesos industriales adicionales mientras la contaminación del agua crecía conmensurablemente con el progreso industrial. Inicialmente, el tratamiento de agua era simplemente una cuestión de agregado de materias apropiadas para inducir la precipitación de ciertos materiales, filtración e intercambio de iones, entre otros procesos. Con el continuo incremento de requerimientos estrictos para purificar el agua, se ha privilegiado la electroquímica. En forma global, la utilización de electrodos dispuestos en una célula y sujetos a corriente eléctrica resultó de utilidad para el tratamiento de soluciones con contaminantes. En algunos casos, se combinaron otras operaciones unitarias con este proceso de tratamiento para producir compuestos inertes.

Una de las referencias que fue seleccionada para su análisis es la Patente de Estados Unidos de Norteamérica Nro. 1.095.893, concedida a Landreth el 5 de mayo de 1914. Esta patente se relaciona con el tratamiento electroquímico y en ella el titular identificó que las células son útiles para el tratamiento del agua. Tal como se estableció en la memoria, los electrodos de cobre, aluminio, latón o de otras aleaciones son útiles como material de la placa de las células. Adicionalmente, la revelación discute el hecho de que se pueden utilizar tanques de aglutinación para asistir en la agregación del material (floculación). En la columna 2 de la descripción se indica que la serie de electrodos están dispuestos de manera tal que el agua pasa a través del aparato y se fuerza a "...tomar un curso indirecto por medio del cual cualquier matería agregada a ella o encontrada en ella pueda ser completamente mezclada y todas las partículas del líquido sean puestas en contacto con los electrodos...". También, como se declara en el texto de la columna 2, los electrodos están en la forma de placas horizontalmente dispuestas, y dichas placas pueden ser provistas con aperturas que pueden estar posicionadas centradamente con las placas de series alternadas de otras placas con cavidades en sus extremos. En la columna 3 de la descripción se declara: "Con el objeto de proporcionar el pasaje apropiado o circulación del líquido entre las placas 14 y su movimiento a través del aparato, se proveen placas alternadas con aperturas indicadas como 14 A, mientras que las placas intermedias tienen sus esquinas recortadas con muescas o rebajes indicadas como 14B, como se indica claramente en las Figuras 8 y 9. De esta forma, el líquido a tratar es desviado en su flujo y forzado a entrar en contacto con toda la superficie de las placas respectivas, asegurando el tratamiento eléctrico pretendido. " Aunque esta divulgación es útil para instruir en el procedimiento para el tratamiento electroquímico del agua, no hay indicación de la adición de un material oxidante, tal como el ozono. Más aún, las enseñanzas de esta patente están limitadas a la electroquímica; la descripción no expone detalles con respecto a la flotación del aire disuelto, la hidrodinámica de los fluidos, la cavitación, la floculación, ni a ningún otro principio de dinámica de fluidos que aumentarían la utilidad de la célula electromecánica enseñada en esta patente.

En la Patente de Estados Unidos No. 1.146.942, concedida a Landreth en julio 20 de 1915, se establece una variación de lo que se ha discutido en la patente enunciada previamente. En esta referencia, hay una clara indicación de que los electrodos son de una polaridad diferente y que un polo apropiado cambiando el conmutador (un ejemplo se da con el número 26 en los dibujos) podría ser usado para conmutar la corriente a fin de que un conjunto de placas actúe como cátodos durante un cierto período de tiempo mientras que otro conjunto de placas actúa como ánodos durante este período de tiempo. Esta referencia mejoró el estado de la técnica al proveer una disposición de polaridad inversa a fin de cambiar la polaridad de las células individuales dentro de la unidad. La referencia, de igual modo que su asociada, es deficiente en la apreciación de la oxidación a contracorriente con un gas disuelto. Además se consideraba que el aparato no sería particularmente adecuado para manejar una amplia variedad de tipos de contaminante (orgánico, inorgánico, combinaciones de ellos, etc.).

En una referencia adicional concedida a Landreth el 9 de marzo de 1915, la Patente de Estados Unidos No. 1.131.067, hay una discusión de reintroducir líquido tratado para un tratamiento adicional en el aparato, como así también una discusión con respecto al tratamiento de oxidación o a un tratamiento para la producción de floculante formado, ya sea con electrodos metálicos, o mediante una simple reacción química o esta última estimulada por corriente eléctrica, o por cualquier otro tratamiento. En la columna 2, comenzando en la línea 25, se discute la recirculación del material para tratamiento adicional en el aparato.

Preis y otros, en la patente de Estados Unidos No. 3.728.245, concedida en abril 17 de 1973, instruye sobre un artefacto para tratar aguas cloacales incorporando una serie de placas electrolíticas con el propósito de la electrocoagulación. Los titulares de la patente mencionan ia necesidad de mantener presión en el circuito de manera que el cloro y el ozono sean mantenidos en solución a fin de mejorar la acción bactericida. Esta referencia mejoró el arte desarrollado por Landreth y otros, empleando un oxidante para aumentar la electrocoagulación. La referencia, a pesar de proporcionar instrucción adicional sobre esta tecnología, es deficiente en establecer discusión sobre la cavitación o generación de grumos por discontinuidades de presión en una corriente de salida de la materia acuosa tratada.

Otras referencias generalmente pertinentes ¡ncluyen la Patente de los Estados Unidos No. 913.827, concedida a Korten, el 2 Marzo de 1909, la patente de los Estados Unidos No. 3.523.891 , concedida a Mehl el 11 Agosto de 1970, y las patentes de los Estados Unidos Nos. 5.928.493, 5.705.050, 5.746.904 y 5.549.812, 3.846.300, 5.587.057 y 5.611.907.

Se encontró que los procesos electrolíticos eran generalmente útiles; sin embargo, el diseño celular era tal que los electrodos a menudo acumulaban desechos y, en consecuencia, modificaban los requerimientos de la corriente de la célula. Adicionalmente, muchas de las placas en las disposiciones existentes eran bastante anchas y no proveían mejora alguna para aumentar el área de superficie, y por consiguiente, incrementar el número de reacciones con los contaminantes a ser tratados en el agua. Esto, por supuesto, lleva a un grado más bajo de interacciones y a un costo más elevado para el funcionamiento de la célula en términos de requerimientos de corriente eléctrica debido a la acumulación de desechos.

También se ha propuesto emplear sistemas de flotación de aire disuelto.

Una disposición de este tipo está realizada por Precisión Environmental Systems Company. Esta empresa manufactura artefactos que son útiles para la floculación y la coagulación dentro de la misma unidad. Dicha unidad es bastante útil para el propósito para el que fue creada, pero, sin embargo, el dispositivo tiene una rastro grande y no permite que ocurran diferentes procesos químicos dentro de la misma unidad.

Entre las disposiciones más apropiadas que han evolucionado en este arte para el tratamiento de agua, que son tal vez las que utilizan gases disueltos con el propósito de oxidación, el éxito ha sido moderado. En el estado de la técnica actualmente conocido, las células de oxidación típicamente se abren a la presión atmosférica en donde se permite que un gas disuelto en solución se emita fuera de la solución. El dispositivo en el estado de la técnica provee un camino tortuoso u otra fuerza aplicada con el fin de mantener las burbujas en la solución tanto tiempo como sea posible. Esto tiene la ventaja de proporcionar un lugar de reacción (la superficie de la burbuja) de la materia oxidante de modo que el contaminante pueda ser oxidado. Una vez que la materia gaseosa se emite luego a la superficie, el contaminante se flocula y las materias son separadas. Lo precedente es ampliamente conocido como "aeración" y se han propuesto varias disposiciones en esta técnica a fin de mantener las burbujas en solución y aumentar de esa forma el grado de interacción de la superficie de las burbujas con el material a ser oxidado o, de alguna manera, descontaminado.

Sería deseable que hubiera un proceso a través del cual un oxidante gaseoso pueda ser introducido en un depósito u otra cámara o área confinada bajo suficiente presión para mantener el gas en solución. Esto proporciona a las más pequeñas burbujas en solución posibles la oportunidad de oxidar contaminantes presentes en ella. Sería particularmente deseable que hubiera un sistema disponible en donde el gas oxidante disuelto pudiera ser mantenido en la solución para proveer las burbujas más pequeñas posibles y, en consecuencia, el mayor grado posible de área de superficie para reacción con los contaminantes a ser separados y, adicionalmente, proporcionando control del tamaño de las burbujas.

La presente invención está orientada a proveer un mecanismo de transferencia de masa y tecnologías de oxidación avanzadas para la separación de contaminantes de una solución acuosa en donde el oxidante se mantiene en solución el tiempo que sea necesario para dar lugar a que la presión se reduzca y que el oxidante salga de la solución.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Uno de los objetos de una materialización de la presente invención es proveer un método mejorado para separar contaminantes de una solución acuosa. Se emplea un mecanismo de transferencia de masa a contracorriente.

Un objeto adicional de una materialización de la presente invención es proporcionar un método continuo de separación de contaminantes de una solución acuosa comprendiendo los pasos de: proveer una solución acuosa que contiene contaminantes; proveer un depósito cerrado con una entrada y una salida, estando la entrada a una elevación más alta que la salida; introducir la solución acuosa en el depósito; arrastrar un oxidante en la solución acuosa; mantener presión sobreatmosférica en el depósito para minimizar el tamaño de burbuja del oxidante y, consecuentemente, maximizar el área de superficie disponible de burbujas de oxidante con ios contaminantes en la solución acuosa; oxidar los contaminantes; e inducir selectivamente una discontinuidad de presión extema al depósito para flocular contaminantes oxidados a una fase separada de la solución acuosa.

Con respecto al oxidante, el ozono es uno de los oxidantes preferidos para ser utilizado en la presente invención; sin embargo, será rápidamente apreciado que podría usarse cualquier otro oxidante apropiado, como por ejemplo cloro, bromo, peróxido de hidrógeno y compuestos nitro adecuados, entre otros.

Se encontró que proveyendo efectivamente un sistema de aeración invertida o revertida se puede lograr la oxidación efectiva del contaminante. El depósito puede ser una cámara aislada, un tubo con extremos cerrados o, alternativamente, puede consistir en una formación terrestre para el tratamiento subterráneo de contaminantes en una solución acuosa. En la presente metodología, la entrada está dispuesta a una elevación más alta que la salida. De esta forma, el oxidante gaseoso entrante arrastrado es forzado hacia abajo a través de la solución y, en consecuencia, actuará en una forma de contracorriente con la solución acuosa a ser tratada. Al mantener una presión sobreatmosférica en la cámara, depósito contenedor, etc., el oxidante gaseoso es mantenido en solución y en burbujas muy finas. Esto ha producido resultados destacables, ya que las burbujas más pequeñas proveen un área de superficie significativamente mejorada para el contacto con los contaminantes a fin de oxidarlos. Esto se logra mediante el control de la presión dentro del depósito y la presión en la salida de dicho depósito. De esta manera, la presión es ajustable efectivamente y puede ser parametrizada por el usuario. Esto está en contraste obvio con el arte previo, el que efectivamente proveía recipientes abiertos y, en consecuencia, permitía que la presión se igualara a la presión atmosférica, y proporcionaba simplemente caminos sinuosos, o de alguna otra forma tortuosos, a través de los cuales un gas era forzado. El concepto en el arte previo era proporcionar el camino tortuoso para tratar de mantener las burbujas en solución y, por lo tanto, en contacto (al menos parcialmente) con la materia a ser tratada. La técnica del arte previo es, en efecto, una técnica de aeración en donde un gas es forzado a través de una solución con propósitos de oxidación.

La diferencia en la presente aplicación es bastante pronunciada y resulta en una mejora significativa en este arte. Se ha encontrado que, manteniendo la presión en una cámara confinada, el oxidante gaseoso puede ser mantenido en solución durante un tiempo seleccionado por el usuario; esto está en contraste con lo que propone el estado de la técnica. El presente caso permite el control del tamaño de la burbuja del oxidante dentro de la cámara y facilita el contacto en contracorriente con las burbujas del oxidante y la solución acuosa y adicionalmente permite, mediante la discontinuidad de la presión en la forma de, por ejemplo, cavitación hidráulica, inducir la formación de un grumo abundante y una solución acuosa limpia.

En forma genérica, la presente invención unifica una serie de tecnologías incluyendo flotación de aire disuelto, cavitación hidráulica, dinámica de fluidos, transferencia de masa y electrocoagulación. Estos conceptos se vinculan para proveer un proceso efectivo de separación de contaminantes, que no hace distinción en lo que se refiere al contaminante. Esta es una característica que no era posible en el arte previo; el estado de la técnica, en la mayoría de los casos, proporciona métodos que son sensibles a las materias presentes en el sistema a ser tratado. Convenientemente, proporcionando control de presión a la entrada de materia del depósito con relación a la salida, puede retenerse en solución la máxima cantidad de oxidante gaseoso y con ello proveer las burbujas más pequeñas posibles en la más alta densidad posible con la mayor duración posible en solución. Estas características junto con los principios de la electrocoagulación contribuyen al éxito del protocolo aquí expuesto.

Con el objeto de aumentar el proceso de transferencia de masa arriba expuesto, se halló que la combinación de esa tecnología con la electrocoagulación produce excelentes resultados y reduce substancialmente las limitaciones y los problemas asociados con el estado de la técnica. En efecto, como un objeto de una materialización de la presente invención, el control proporcionado con el sistema oxidante gaseoso podría ser unificado con los beneficios de la electrocoagulación. Consecuentemente, como un objeto adicional de una de las realizaciones de la presente invención, se provee un método continuo de separación de contaminantes de una solución acuosa que comprende los pasos de: proveer una solución acuosa que contiene contaminantes; proveer un depósito cerrado con una entrada y una salida, estando la entrada a una elevación más alta que la salida; posicionar una electrocélula en el depósito para aplicar un campo eléctrico a la solución acuosa; introducir una solución acuosa en el depósito; arrastrar un oxidante en la solución acuosa; mantener presión sobreatmosférica en el depósito para minimizar el tamaño de burbuja del oxidante y, consecuentemente, maximizar el área de superficie disponible de burbujas de oxidante con los contaminantes en la solución acuosa; oxidar los contaminantes y el oxidante y flocular los contaminantes mediante exposición al campo eléctrico; e inducir selectivamente una discontinuidad de presión externa al depósito para flocular cualquier contaminante oxidado remanente a una fase separada de la solución acuosa.

Un objeto adicional de una realización es proporcionar un método de separación de contaminantes de una solución acuosa, que comprende los pasos de: a. proveer una solución acuosa que contenga contaminantes; b. oxidar la solución acuosa con un oxidante bajo presión sobreatmosférica ajustable para mantener al oxidante en solución; c. exponer la solución acuosa a una electrocélula para electrocoagular contaminantes; e d. inducir selectivamente una discontinuidad de presión para flocular contaminantes coagulados y oxidados a una fase separada de la solución acuosa.

El hecho de que la solución acuosa pueda contener material de desecho orgánico, inorgánico o una combinación de ambos, tiene un valor particular.

Es un objeto aún adicional de la presente invención proveer un aparato para separar contaminantes de una solución acuosa, que comprende: una fuente acuosa que contiene contaminantes; un depósito cerrado presurizable que tiene una entrada y una salida, estando la entrada dispuesta a una elevación más alta que la salida, y en comunicación con la fuente acuosa; medios para introducir un oxidante bajo presión en el depósito; una electrocélula dispuesta en el depósito para electrocoagular materia en la fuente acuosa; medios para suministrar corriente a la electrocélula; y medios para inducir selectivamente cavitación hidrodinámica en la solución acuosa tratada para flocular contaminantes oxidados en una fase separada de la solución acuosa.

Habiendo entonces descripto la invención, se hará ahora referencia a los dibujos que se acompañan ilustrando las realizaciones preferidas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ¡lustración esquemática de una materialización de la presente invención; La Figura 2 es una ilustración esquemática de una segunda realización de la presente invención; La Figura 3 es una ilustración esquemática de una tercera materialización de la presente invención; La Figura 4 es una ¡lustración esquemática de una cuarta materialización de la presente invención; La Figura 5 es una ilustración esquemática de una quinta realización de la presente invención; Las Figuras 6A y 6B son ilustraciones esquemáticas de un circuito de contraflujo ("back flushing") para utilización en la presente invención; Las Figuras 7A y 7B son ilustraciones esquemáticas de una alternativa de las Figuras 6A y 6B; Las Figuras 8A y 8B son ilustraciones de alternativas de las Figuras 6A y 6B y de las Figuras 7A y 7B; La Figura 9 es un corte longitudinal de una realización de una célula conforme a la presente invención; La Figura 10 es una vista parcialmente recortada de una alternativa de la Figura 9; La Figura 11 es una vista en planta superior de una placa para utilización en la presente invención; La Figura 12 es una vista en corte a lo largo de la línea 12-12 de la Figura La Figura 13 es una ilustración esquemática del circuito para utilización en la presente invención; La Figura 14 es una ilustración esquemática de un circuito de conmutación para utilización en la presente invención; La Figura 15 es una ¡lustración esquemática de un circuito de microprocesador para utilización en la presente invención; La Figura 16 es una ¡lustración esquemática adicional de un circuito de conmutación para utilización en la presente invención; La Figura 17 es una ¡lustración esquemática de una materialización adicional de la presente invención; La Figura 18 es una vista en corte transversal de la Figura 17; La Figura 19 es una ilustración esquemática de una célula de plasma para utilización en la presente invención; La Figura 20 es una ilustración esquemática de una materialización adicional de la presente invención; La Figura 21 es una ilustración de una también adicional materialización de la presente invención; y La Figura 22 es una ilustración esquemática de una realización también adicional de la presente invención.

Números similares en las figuras denotan elementos similares.

PREFACIO Las siglas DOB aquí utilizadas se refieren a demanda de oxígeno biológico; las siglas DOQ se refieren a demanda de oxígeno químico; y las siglas DOT se refieren a demanda de oxígeno total. Se entenderá que cuando se indica cantidades en porcentaje (%) se refiere a porcentaje (%) en peso, salvo que se indique lo contrario. El símbolo p/v significará peso por volumen. El símbolo O3 significará gas ozono. Cualquier otro símbolo químico aquí referido tendrá su significado habitual. Las siglas TSS aquí utilizadas se refieren a total de sólidos suspendidos. Las siglas TSD se refieren a total de sólidos disueltos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MATERIALIZACIONES PREFERIDAS Con referencia a los dibujos, la Figura 1 ilustra una representación esquemática global del aparato utilizado para llevar a la práctica la metodología. En el ejemplo, una fuente de agua contaminada con contaminantes orgánicos, contaminantes inorgánicos o una combinación de ellos, está representada con el numeral 10. Se puede proveer una bomba 12 para bombear el fluido desde la fuente 10 al depósito 14. Entremedio de la fuente 10 y el depósito 14 se dispone un venturi 16, el cual está en comunicación fluida con una fuente de un agente oxidante denotada con el numeral 18. Cuando el agente oxidante es un gas puede consistir en ozono, bromo, cloro o compuestos nitro. Si se elige un agente oxidante líquido, puede ser útil el peróxido de hidrógeno y otros oxidantes relacionados. En el caso de que el agente oxidante no esté en estado gaseoso, este oxidante puede ser convertido de, por ejemplo, un estado líquido a un estado gaseoso a través de cualquier medio conocido por los expertos en la materia. El oxidante de la fuente 18 se introduce al depósito 14 haciendo uso del venturi 16.

El depósito 14, en el ejemplo mostrado, comprende un contenedor presur?zable, construido en un material capaz de soportar por lo menos varias atmósferas de presión. El depósito 14 incluye una entrada 20 en comunicación fluida con el venturi 16 y una salida 22. La entrada 20 está posicionada a una elevación más alta que la salida 22. El venturi 16 introduce el oxidante en la fuente acuosa mediante arrastre. Cuando el oxidante arrastrado y la solución acuosa entran en el depósito 14, los contenidos son presurizados.

Con la tecnología aquí expuesta, es importante que se mantenga la presión dentro del depósito 14. Esto facilita la disolución del gas ozono en la solución y promueve la formación de burbujas diminutas (no mostrado). El flujo es descendente desde la entrada 10 a la salida 22. De esta forma las burbujas del oxidante suben en contracorriente a la solución acuosa. Este patrón de flujo es muy efectivo cuando la solución está densa con burbujas pequeñas. Las burbujas pequeñas, como podrá ser apreciado por los expertos, proveen una enorme cantidad de área de superficie relativa a las burbujas mayores. Adicionalmente, si la presión se mantiene, las burbujas más pequeñas tienen un lapso de vida mayor en solución y, por lo tanto, proporcionan la mayor cantidad de poder de oxidación. El mecanismo de flujo en contracorriente se indica en forma general mediante las flechas 24 y 26 en el depósito 14.

Luego de un tiempo de residencia suficiente en el depósito 14, la materia oxidada saliente por la salida 22 está entonces sujeta a discontinuidad de presión para inducir la cavitación hidrodinámica. A través de este mecanismo, si la presión se libera, el oxidante gaseoso se emite fuera de la solución y la materia floculada flota efectivamente de manera que la fase floculada es distinta de la fase acuosa. La discontinuidad de presión puede ser llevada a cabo mediante un reductor de flujo, una placa de orificio variable u otro mecanismo liberador de presión, denotada genéricamente con el número 28. Una vez que han sido creadas las diferentes fases y, consecuentemente separados los contaminantes de la solución acuosa, las fases individuales pueden estar sujetas a operaciones unitarias adicionales. En el caso de ía fase acuosa, el agua puede sobrellevar una purificación adicional a través de técnicas de destilación especializadas o intercambio de iones, entre otras. Con respecto al grumo, éste puede ser procesado por técnicas específicas para recuperar cualquier materia de valor agregada al grumo. Las subsecuentes operaciones unitarias a las que se ha hecho referencia más arriba no se muestran en los dibujos.

Con referencia a la Figura 2, se muestra una variación del aparato de la Figura 1. En esta realización, se provee un aparato sensor, denotado ampliamente con el número 30, para asegurar la sobresaturación de la solución acuosa antes de la salida 22 y controlar la cantidad de oxidante inducido por el venturi 16. Esto se alcanza mediante una válvula de flotación 32, que flota al nivel del líquido dentro del depósito 14 y está en comunicación eléctrica con un sensor 34. El sensor 34 está, a su vez, en comunicación eléctrica o mecánica con una válvula 36. La válvula 36 está vinculada directamente al suministro de oxidante 18 y, en consecuencia, cuando se detecta con el flotador 32 que el nivel de líquido en el depósito 14 ha decrecido substancialmente, el sensor 34 da una señal a la válvula 36 para suspender la introducción de oxidante en el sistema y particularmente a la entrada 20 a través del venturi 16. Esta disposición puede ser reemplazada, alternativamente, con un simple tubo respiradero (no mostrado).

Con relación a la Figura 3, se muestra una realización alternativa de las que han sido discutidas en las Figuras 1 y 2. En esta materialización, el depósito 14 está representado como una formación subterránea en la cual está dispuesta una fuente de contaminación y una fase acuosa. Esta realización establece el hecho de que esta tecnología puede ser inmediatamente utilizada para aplicaciones de campo. Esto sería de utilidad en donde un depósito de hidrocarburos, u otros compuestos orgánicos / petróleo, estuviera presente en una formación terrestre. En este caso, en donde la formación terrestre está compuesta por un material insuficiente para sustentar períodos de presión sobreatmosférica, la formación puede ser tratada previamente con un material para hacer impermeable la superficie interna, endurecer la superficie, o de alguna otra forma preparar a la misma para un tratamiento de presión sostenido. Técnicas disponibles, compuestos u otros tratamientos serán reconocidos por los técnicos en el arte.

En este proceso, el oxidante podría ser introducido en una forma muy parecida a la que ha sido discutida. El oxidante sería introducido en la formación 14 a través de la entrada 20. Como se estableció anteriormente, la formación 14 contiene una mezcla acuosa de orgánicos, inorgánicos, etc. y, en consecuencia, la introducción presurizada del oxidante en la formación resultaría en la oxidación de los contaminantes en el mismo mecanismo (contracorriente) que se ha discutido con referencia a las Figuras 1 y 2. La materia oxidada podría ser transportada desde una salida 22 en la formación 14 a través de un sistema de bombeo 28 al reductor de flujo 28 para discontinuidad de presión y, por lo tanto, floculación de los compuestos oxidados. Una vez floculados, los contaminantes están efectivamente separados de la fase acuosa y pueden estar sujetos a operaciones unitarias, como se ha precitado.

Para aumentar la eficacia del sistema discutido en las Figuras 1 a 3, la solución acuosa puede estar sujeta a una operación unitaria de electrocoagulación. A continuación serán especificadas varias materializaciones.

Con referencia a la Figura 4, se muestra una variación adicional del aparato. En esta realización, el agua residual de un tanque 40 se bombea, mediante una bomba 12, a través de un dispositivo venturi 16 en sentido descendente de la bomba 12. El ozono producido por una fuente de ozono 18 es arrastrado en el agua residual vía el venturi 16. El agua residual pasa entonces a través de una célula de electro-floculación 42, dispuesta en el depósito 14. El depósito 14 y la célula 42 serán colectivamente referidos como la célula 42 de aquí en adelante. El agua residual es forzada a pasar de una forma turbulenta a través de un campo eléctrico intenso producido por un sistema de circuitos 44 de excitación de la célula. El agua residual pasa luego desde el depósito 14 por un reductor de flujo, un ejemplo del cual es una placa de orificios 28, y desde ahí nuevamente al tanque 40.

En la línea de flujo de agua residual entre la bomba 12 y el venturi 16 está provista una válvula de cierre 46 de la célula. Entre la bomba 12 y la válvula de cierre 46 de la célula, está conectada una línea 48 de descarga del tanque que tiene una válvula de cierre 50. La válvula de cierre 46 de la célula se abre durante el tratamiento del agua residual y se cierra cuando el operador desea descargar el agua residual desde el tanque 40 después del tratamiento. Inversamente, la válvula de cierre de descarga 50 puede ser cerrada durante el tratamiento del agua residual y abierta para la descarga del agua residual tratada.

Una válvula de gas 52 se provee para regular el flujo de ozono al agua residual. La válvula de gas 52 puede ser opcionalmente controlada eléctricamente en algunas materializaciones del aparato inventivo, como se describe con mayor detalle más abajo.

La placa de orificios 28 puede consistir en un disco de acero inoxidable u otro material resistente a la disolución por parte del agua residual interpuesto en la tubería que conecta la célula 42 y el tanque 40, y tiene por lo menos una apertura aguzada (no mostrada). En el aparato tomado como ejemplo descripto en detalle más abajo, se usa una apertura simple de la placa de orificio 28 que es aproximadamente un 10% mayor que el pasaje a través del venturi 16 de manera que durante la operación del aparato, la presión del agua residual en la célula 42 es aceptablemente menor que la presión de salida de la bomba, en forma tal de asegurar la operación adecuada del venturi 16, con los parámetros operacionales diseñados de éste.

Deberá comprenderse que presiones mayores en la célula 42 puede ser ventajoso para algunas composiciones de agua residual; pero si se indica una presión mayor, entonces se deberá seleccionar una bomba 12 para proporcionar una presión mayor al venturi 16 con el fin de proveer una caída de presión a través del venturi 16 para arrastrar la cantidad de ozono en el agua residual que sea deseable para la composición particular de agua residual que se esté tratando. Reducir simplemente el área de apertura o aperturas en la placa de orificios 28 para incrementar la presión en la célula 42 no es conveniente ya que entonces no se arrastrará suficiente ozono en el flujo a través del venturi 16 mientras que se reducirá la caída de presión a través del venturi. Tampoco es deseable que la apertura, o aperturas, en la placa de orificios 28 sea muy grande, aún si la presión deseada en la célula 42 se mantiene, ya que resultaría en una caída de presión muy grande a través del venturi 16 y el arrastre de demasiado ozono en el agua residual, llevando a una formación de gas en la célula 42 y a un derroche de ozono como así también a una operación menos eficaz de la célula 42.

Con referencia a la Figura 5, se muestra una variación adicional del aparato. En esta materialización, se indican un grupo de células 42, 42' y 42" que tienen diferentes disposiciones de electrodos. Los electrodos dentro de la célula 42 están representados por el numeral 54 y están conectados a unas varas 56 y 58 las que, a su vez, están conectadas a un suministro de corriente continua 60 incluyendo circuitos de control en él. Un mayor detalle con respecto a las especificaciones de la célula 42 será discutido posteriormente. En esta configuración, la salida 22 de la célula 42 pasa a ser la entrada 20 de la célula 42' y lo mismo con la célula 42". El oxidante 18 puede ser agregado según la necesidad y, adicionalmente, un dispositivo de separación líquido/sólido puede ser fácilmente incorporado en el circuito para aislar las fases grumosa y acuosa antes del pasaje a la célula subsecuente.

Considerando la diferente geometría de electrodos, la célula 42 proporciona un sistema de placas paralelas dispuestas coaxialmente en relación vertical apartadamente espaciadas. La célula 42' provee una distribución de electrodo alongada mientras que la célula 42" incluye una pluralidad de perlas sueltas.

Aunque la Figura 5 ¡lustra tres tipos de geometría de electrodos diferentes, ésto es solamente a título de ejemplo. Las células 42 puede tener todas la misma geometría de electrodos o cualquier otra combinación y cantidad.

Las Figuras 6A y 6B ilustran una disposición para células de contraflujo ("back flushing") mientras están en línea. En la Figura 6A, la célula 42 está en uso con un oxidante arrastrado y la solución acuosa entrando por la entrada 20 con una dirección de flujo denotada por la flecha 62 y saliendo por la salida 22 para entrar a una célula de flujo contrario 43 por la entrada 20 de ella. Una válvula adecuada está dispuesta entre la salida 22 y la entrada 20. La dirección del flujo en la célula 43 está indicada por la flecha 66. La materia en la célula 43 se transporta hacia la salida 22 y eventualmente a un reductor de flujo 28. Una válvula adecuada se posiciona entre la salida 22 y el reductor 28.

La Figura 6B ¡lustra la inversa de la Figura 6A, en donde la célula 42 funciona como la célula de flujo contrario y la célula 43 como la célula de servicio. El flujo en las células está también invertido, como se indica. Durante la operación, el material tratado de la célula 43 se transporta hacia la entrada 20 de la célula 42. La válvula 64 puede ser usada para restringir o eliminar el flujo. La materia tratada sale por la salida 22 y el reductor 28. Se provee una válvula 70 entre el reductor 28 y la salida 22.

Las células 42 y 43 pueden ser operadas alternativamente para facilitar el flujo contrario y entonces alternar entre el flujo de las Figuras 6A y 6B. En tal caso, la referencia a las entradas y salidas de las células tienen que ser intercambiadas en la descripción; esto no es debido a diferencia estructural, sino más bien a diferencia operacional.

El ciclaje entre las Figuras 6A y 6B variará con el tiempo dependiendo de los requerimientos; un ciclo corto puede ser desde 30 segundos a aproximadamente 10 minutos; un ciclo largo puede estar comprendido entre una hora y ocho o más horas. Cualquier número de células puede estar en modo de servicio o en modo de flujo contrario en cualquier momento.

Con referencia a las Figuras 7A y 7B, una disposición similar a la mostrada en las Figuras 6A y 6B se muestra con provisiones para capturar deshechos en la solución acuosa. Tal como se ilustra, se proveen trampas de desechos, referidas con el numeral 72, dispuestas generalmente en forma adyacente a cada entrada y salida de una célula respectiva. Las trampas pueden comprender cualquier material adecuado que sea capaz de capturar y retener desechos tales como filtros de malla, almohadillas, pelotillas de cerámica o cualquier otro medio poroso, pero que permita el pasaje del fluido. Esta característica tiene el beneficio de mantener la limpieza en cada célula y, por consiguiente, un resultado óptimo.

Las Figuras 8A y 8B ilustran una materialización en donde el circuito de contraflujo puede ser usado para fluidizar las perlas sueltas, referidas a través del numeral 72. Las perlas 72 están compuestas por un material electroconductor (discutido con mayor detalle posteriormente) y son parcialmente consumidas en las células 42/43. En concomitancia con la reducción de masa está la estratificación; el cíclaje de flujo inverso inherente a la disposición ¡lustrada refluidiza los estratos y proporciona adicionalmente el beneficio de autolimpieza de las perlas.

Las Figuras 9 y 10 ilustran dos alternativas de configuración interna de la célula 42. La Figura 9 muestra una realización en la que el sistema electrónico de circuitos 74 (no mostrado en la configuración de la Figura 9) para la excitación de la célula 42 no está incluido dentro de la célula 42; La Figura 10 muestra la porción del fondo de una configuración de la célula 42 en la que se provee una cavidad inferior 76 en la cual el sistema de excitación electrónica de célula 74 está encapsulado dentro de una pileta de tratamiento 76. Las realizaciones mostradas en las Figuras 9 y 10 incluyen un tubo de respiradero de gas 30' para ventear ei exceso de gas y regular el nivel de agua residual dentro de la célula 42. Opcionalmente, el nivel de agua residual dentro de la célula 42 puede ser regulado por un sistema sensor de válvula de flotación 30, mostrado en la Figura 2.

Tal como se ilustra en la Figura 9, la célula de electro-floculación 42 comprende una cubierta 80 de múltiples partes, alongada, generalmente cilindrica, de una sección radial generalmente circular, que puede estar compuesta de un material apropiado no conductor tal como un tubo de PVC o material plástico o fibra de vidrio.

La cubierta 80 tiene una cavidad 82 en la cual se monta un conjunto de placas paralelas espaciadas 84, ilustrándose a modo de ejemplo dieciséis placas 84. La cavidad 82 está sellada excepto en la entrada 20 en la que fluye el agua residual del venturi 16, una entrada 22 de la cual fluye el agua residual hacia la placa de orificio 28 y el tubo de ventilación de gas 30 previamente mencionado.

Las placas 84 pueden estar hechas de un metal adecuado, tal como el aluminio. En las Figuras 11 y 12 se ilustra una placa representativa de las placas 84. La placa 84 tiene tres aperturas 86 de flujo descentradas, estando cada una de ellas posicionada en una línea discreta de las tres líneas radiales espaciadas a ¡gual ángulo 88, 90 y 92. Las aperturas de flujo 86 tienen bordes filosos 94. La placa 84 también tiene una apertura central 96 y tres aperturas de vara 98, cada una centrada en una línea radial discreta bisecando las líneas radiales 88, 90 y 92, preferentemente en forma tal que los centros de las aperturas de vara 98 estén espaciadas del centro de la placa 84 por aproximadamente igual distancia radial que los centros de las aperturas de flujo 86. La placa 84 tiene simetría circular; las aperturas de vara 98 se alternan en un sentido circunferencial con las aperturas de flujo 86.

Tal como se ¡lustra en la figura 9, las placas 84 están montadas sobre una varilla 100 de un material fuerte y químicamente inerte tal como el nylon y fileteada en cada extremo para recibir las correspondientes tuercas 102. Un conjunto de 15 espaciadores anulares 104 idénticos montados alternativamente con las placas 84 sobre la vara 100 mantienen un espaciado adecuado entre las placas 84 sucesivas. El armado de las placas 84, los espaciadores 104 y la vara 100 se mantiene ajustando las tuercas 102 contra las placas 84 más externas. Como se ha mencionado anteriormente, es deseable que el agua residual tome un camino tortuoso a través de la célula 42 para mejorar la floculación. Es entonces deseable crear un fuerte campo eléctrico en la vecindad de las aperturas 86 y 98 a través de las cuales se fuerza a que pase el agua residual. Para crear un camino tortuoso para el flujo de agua residual, las placas 84 alternan en relación de fase a lo largo de la vara 100 en forma tal que los centros de las aperturas de flujo 86 de cualquier plato seleccionado 84 estén alineadas con los centros de las aperturas de vara 98 de las placas adyacentes 84 sobre cada lado (en un sentido longitudinal) de la placa 84 seleccionada en el armado, forzando de ese modo a que el volumen de flujo de agua residual siga normalmente un camino tortuoso a fin de pasar a través de las aperturas de flujo 86 más grandes. Adicionalmente, los bordes filosos 94 de las aperturas 86 facilitan la turbulencia en el flujo de agua residual y concentran localmente el campo eléctrico.

Para conectar las placas 84 al sistema de excitación de células 74 y para mantener ías placas 84 en la alineación requerida arriba descripta, dos varas metálicas 106 y 108 se insertan a través una varilla radialmente opuesta y aperturas de flujo 86 y 98 en cada placa 84 y se sueldan a los bordes de las aperturas de vara 98 en las ubicaciones soldadas 110. Las varas 106 y 108 en consecuencia corren paralelas a la varilla 100 en un plano que pasa a través de los centros de las placas 84. Cada varilla 106 y 108 alternativamente pasa libremente a través del centro de una apertura de flujo 86 en una placa 84 y pasa a través de, y está soldada a, la apertura de varilla 98 en la próxima placa 84. La estructura resultante divide a las placas alternativamente en dos conjuntos, cada uno de los cuales está soldado, y en consecuencia eléctricamente conectado, a una varilla distinta de las varillas 106 y 108. Las varillas 106, 108 están a su vez conectadas al sistema de circuitos de excitación de célula 74 por dos puntas 110, 112 y están provistas con corriente eléctrica en la forma descripta más adelante.

La corriente eléctrica se distribuye a las placas 84 a través de las dos varillas 106, 108. Las placas 84 pueden estar hechas de placa de chapa de aluminio, pero pueden también ser fabricadas de hierro y otros materiales que permitan disolución metálica en una solución. Es ventajoso para algunas composiciones de agua residual usar dos o más células 42 en serie, teniendo cada una de ellas un material de placa diferente de manera de generar efectos electroquímicos diferentes. Los materiales de placa se eligen empíricamente conforme al contaminante objeto. Por ejemplo, el cobre, el carbono o el titanio pueden ser útiles para algunos contaminantes.

Se determinó que una configuración de placas 84 en las cuales el agua residual se fuerza a chocar turbulentamente contra las placas 84 (lo que constituye obstrucciones parciales al flujo) junto con el concepto de oxidante disuelto controlable discutido con relación a las Figuras 1 a 3, resulta en un mejoramiento del efecto de electrocoagulación comparado con las placas rectangulares individuales previamente propuestas inmersas en una cámara de flujo o tubos concéntricos dispuestos en un flujo a través de un diseño de configuración de células, en los cuales el agua residual fluye paralela a las placas.

Generalmente," el sistema electrónico de circuitos de excitación de célula 74 rectifica y controla la corriente de línea recibida de una fuente externa (no mostrada) la que es modulada a amplitud de pulso y aplicada a través de las puntas 110, 112 a las placas 84 para energizar periódicamente las placas 84 en forma tal que las placas alternadas difieren en potencial por un voltaje suficiente para establecer un campo eléctrico relativamente fuerte en la vecindad de las placas 84. Al variar la amplitud de pulso de los pulsos de corriente aplicada a las placas 84, la corriente integrada (y en consecuencia la energía consumida por la célula 42) puede regularse. Una frecuencia de pulso en el rango de alrededor de 1 Hz hasta aproximadamente 1000 Hz y una densidad de corriente en el rango de aproximadamente 0,1 Ain"2 a 10 Ain"2 es generalmente adecuado para la mayoría de las condiciones. Como el flujo de corriente depende de la conductividad del agua residual y la conductividad puede variar durante la operación del aparato, el sistema electrónico de circuitos de excitación de célula 74 utiliza medidas de conductividad entre las placas 84 tomadas entre los pulsos para determinar la amplitud de pulso óptima para el próximo pulso. El sistema electrónico de circuitos de excitación de célula 74 también invierte la polaridad de los pulsos periódicamente para prevenir formación de aglomerados en las placas.

Se puede esperar que el sistema electrónico de circuitos de excitación de célula 74 incluya un generador de señal de excitación de célula, dispositivos de interrupción de energía, convertidores analógico-digitales, medidor de tiempo, multiplexor de señales y otros elementos de circuito para optimizar la operación de la célula. Dicha electrónica puede implementarse en dispositivos distintos tales como diodos y transistores, pero son preferibles dispositivos lógico-digitales capaces de manipular el equivalente electrónico de expresiones matemáticas, como se ilustra en las Figuras 13 y 14. El sistema electrónico de circuitos de excitación de célula 74 puede, en cambio, hacer uso de un microprocesador 114 que pueda ser programable con dispositivos de computación externos tales como computadoras lap-top u otros sistemas de transferencia de datos, ilustrados en forma general en las figuras 15 y 16.

Las Figuras 13, 15, 16 y 14 proveen diagramas de circuito detallados esquemáticamente (en el caso de las Figuras 13 y 14) o diagramas de bloque funcionales (en el caso de las figuras 15 y 16) de las realizaciones adecuadas del sistema de circuitos de excitación de célula 74.

La materialización preferida del sistema de circuitos 74 incluye un suministro de energía de polaridad simple comprendiendo un rectificador de puente (no mostrado) que provee una salida AC rectificada a la célula 42. Se provee un circuito de inversión de polaridad para invertir periódicamente la polaridad de la corriente que fluye a través de la célula 42. La inversión de polaridad puede ser llevada a cabo ubicando la célula 42 con el patrón "H" de los dispositivos conmutadores de corriente mostrados en la Figura 14 (indicado en forma general en la Figura 13 con la referencia numeral 116) o como se muestra en la figura 16 cuando se utiliza un sistema de control basado en un microprocesador como se muestra en la Figura 15. Tales dispositivos pueden ser componentes de conmutación semiconductores tales como rectificadores controlados por siliconas, transistores bipolares de puerta aislada u otros dispositivos capaces de conmutar grandes corrientes, un ejemplo de las cuales estaría dentro de un amplio rango de frecuencias. La frecuencia de polaridad inversa se determina de una mejor manera empíricamente y se esperará que dependa de la naturaleza y cantidad de contaminantes a ser eliminados del agua residual.

Adicionalmente al hecho de ser invertida periódicamente en polaridad, la corriente suministrada a la célula 42 es modulada en amplitud de pulso por la porción del sistema electrónico de circuitos 74 mostrado en la Figura 13 o en la 15.

La amplitud de pulso se determina a partir de la conductividad del agua residual y la selección de la amplitud de pulso, a su vez, determina el flujo de corriente de tiempo promediado a través de la célula 42. La amplitud de pulso puede estar en el rango que va desde unos pocos nanosegundos a varios segundos, permitiendo que el tratamiento del agua residual que tiene un rango amplio de conductividad sea tratada por una configuración de célula individual y suministro de energía fijo. En un ejemplo de realización que se describe más abajo, el rango de agua residual tratable va desde la conductividad del agua potable de 50 micro-mhos, típica del agua potable de lago, hasta la del agua concentrada de mar que tiene una conductividad superior a 100 mmhos. Dado que el sistema de circuitos 74 mide continuamente la conductividad, el aparato puede tratar agua residual que varía rápidamente en conductividad, por ejemplo, aguas residuales de planta de procesamiento de pescado que alternan en conductividad desde la conductividad del agua potable a la del agua salada. El sistema de circuitos 74 mide in situ la conductividad en tiempo real del agua residual que fluye a través de la célula. Esta medición se utiliza para limitar la corriente suministrada a la célula a un nivel suficiente para que el fenómeno de electrocoagulación sea maximizado. Los datos de dicha conductividad pueden ser obtenidos por medio de un sensor de conductividad externo (no mostrado) puesto en interfase con el sistema de circuitos electrónico 74, o usando una división de tiempo multiplexando los electrodos internos (varillas 106, 108) de la célula 42 puede hacerse compartir a tiempo para medidas de conductividad con la corriente de excitación para proporcionar datos similares. La corriente de la célula se mide por medio de un dispositivo de medición y transformador de corriente, indicado con la referencia numeral 118 en la Figura 15, para generar una entrada al microprocesador 114 de manera de regular el consumo de energía de la célula; este mismo dato de valor de corriente puede ser también usado para calcular la conductividad del agua residual.

Las figuras 15 y 16 ilustran en forma general el uso de un microprocesador 114 para implementar control de PWM. Las referencias numerales 120, 122 y 124 en la Figura 15 indican respectivamente líneas de datos provenientes de sensores de temperatura, conductividad y turbidez al microprocesador 114. La figura 16 muestra una realización de componente discreto de una porción de la Figura 15 destacado en líneas discontinuas. El bloque 126 en la Figura 15 indica una función que es llevada a cabo por cuatro dispositivos discretos 128, 130, 132 y 134 mostrados en la Figura 16. Similarmente, el flujo de datos indicado por la referencia numeral 136 en la figura 15 representa cuatro líneas de señales 138, 140, 142 y 144 como se muestra en la Figura 16. La referencia numeral 146 indica una línea de datos proporcionando datos de flujo de corriente al microprocesador 114 proveniente del dispositivo de medición y transformación de corriente 118 vía el amplificador operacional 146. La referencia numeral 148 muestra un flujo de datos de comunicación desde un dispositivo de computación externo, tal como computadoras lap-top y otros sistemas de transferencia de datos seriales para la programación del microprocesador 114.

Tal como se discutió previamente, el venturi 16 y la placa de orificios 28 se seleccionan en forma tal de que la célula 42 sea operada bajo presión para proveer disolución de gases dentro de la célula 42. Los gases generados en la célula 42 por electrólisis durante el proceso de electrocoagulación permanecerán en solución hasta que ocurra una discontinuidad de presión en la forma de reducción de presión. El ozono arrastrado en el agua residual vía el venturi 16 será disuelto con el agua residual dentro de la célula 42 siempre que el agua residual se mantenga a una presión superior a la atmosférica. El ozono es reconocido como un oxidante poderoso y como coagulante (alternativamente pueden ser usados peróxido de hidrógeno, cloro, bromo, nitro-compuestos u otros oxidantes apropiados).

La configuración mecánica de la célula 42, que materializa la característica preferida de proporcionar un campo eléctrico concentrado a través del cual se fuerza al agua residual bajo presión en una forma turbulenta, puede ser reemplazada por otras configuraciones. Como se indicó, por ejemplo, en la configuración en espiral 150 de la Figura 17, el agua residual está sujeta a aceleración centrífuga que crea una separación de sólidos mientras se actúa sobre el fluido a través de campos eléctricos concentrados aplicados entre la placa superior 152 y la placa inferior 154 (Figura 18) que confinan el flujo de agua entre las paredes verticales 156 de la configuración en espiral. Dos flujos de efluente separados se generan mientras el agua fluye hacia el centro de la configuración en espiral 150 desde la entrada 158 en su extremidad más externa; un efluente fluye para pasta de sólidos y el otro para líquido tratado. Los dos flujos de efluentes se separan después de que alcanzan el centro por el deflector 160 de manera de separar el flujo de agua tratada a la salida 162 y la pasta de sólidos a la salida 164.

Opcionalmente, una contribución adicional a la reacción electroquímica global dentro de la célula 42 puede ser provista con una descarga de plasma de pulso de alto voltaje entre las placas 84 que se aplica a la célula 42 por el circuito resaltado por líneas discontinuas mostrado en la Figura 9. La descarga de energía modulada a pulsos en el agua o en las pastas agua-sólido es un fenómeno electrohidráulico caracterizado por una rápida liberación periódica de energía eléctrica acumulada a través de una separación de electrodos no aparente. Las placas 84 de la célula 42 están a tiempo compartido bajo el control del sistema de circuitos de excitación de célula 74. De esta manera, la excitación normal de las placas 84 se detiene por un corto intervalo predeterminado durante el cual se dispara una descarga de plasma entre las placas 84. Luego de que la descarga de plasma está completa, se reanuda la excitación normal. El plasma resultante altamente ionizado y presurizado transfiere energía al flujo de agua residual vía disociación, excitación e ionización. La descarga de plasma produce ondas de choque de alta presión (>14.000 ATM). La cavitación intensa ocurre con los cambios químicos asociados y, además, para separar sólidos suspendidos y disueltos del agua. La descarga de plasma también proporciona una acción de limpieza a las placas y ayuda a mantener una superficie libre de electrones.

La Figura 19 ilustra como se ha producido exitosamente una descara de plasma en una célula de prueba 166 que tiene un par de placas 168 durante una interrupción corta en la excitación normal de las placas 168. La descarga de plasma es producida por un grupo capacitor grande 170 cargado a través de un ingreso de suministro de energía 172 acoplado a través de un inductor 174 a la célula 166. El voltaje a través del grupo capacitor 170 no es suficiente para provocar una descarga de plasma entre las placas 168 de la célula 166. La descarga se inicia a través de un receptor que comprende un generador de pulso 176 y un transformador de puesta en marcha 178. El generador de pulsos 176 se controla mediante una línea de señal 180 bajo el control del sistema de circuitos de excitación de célula 74. El generador de pulsos 176 aplica un pulso de gatillo al transformador de puesta en marcha 178 induciendo un pulso de alto voltaje que es aplicado a través de las placas 168 para producir una chispa a través de ellos. La chispa crea un camino ionizado a través de la célula 166. Una vez que se hace el camino, la carga almacenada en el grupo capacitor 170 es capaz de fluir a través del camino ionizado. El inductor 174 impide que la corriente de chispa pase a través del grupo capacitor 170 a tierra.

Se supone que, en una célula 42 de producción típica con múltiples placas 84, una chispa entre cualquier par de placas 84 adyacentes creará una descarga suficiente para limpiar todos las placas 84, y que en consecuencia será suficiente para aplicar pulsos de alto voltaje a todos los pares de placas 84 a través del tiempo compartido de las mismas líneas de conexión 110, 1 12 utilizadas para suministrar excitación normal a las placas 84, a pesar de la probabilidad de que la chispa salte entre sólo un par adyacente de platos 84 en una descarga particular. Entonces, el circuito resaltado por líneas discontinuas mostrado en la Figura 19 puede ser usado con una célula 42 que tenga una multiplicidad de placas 84. Sin embargo el sistema de circuitos de tiempo compartido (no ilustrado) es necesario para aislar el efecto de choque de la descarga de chispa del voltaje de excitación.

Alternativamente, podría también ser usada una brecha de chispa separada (no mostrada) en la vecindad de las placas 84. Preferiblemente la brecha de chispa separada debería estar ubicada cerca del ingreso 20, en donde tiende a haber algún gas (principalmente ozono) que facilita la formación de la chispa.

Opcionalmente, una contribución adicional a la reacción electroquímica global dentro de la célula 42 puede ser provista por una bobina de campo magnético 182 arrollada alrededor de la célula 42, como se muestra en la Figura 20. La bobina de campo magnético 182 es impulsada repetitivamente a crear un campo magnético. En el aparato tomado como ejemplo del tipo discutido más adelante en la sección de Ejemplos, se obtuvo una fuerza de campo magnético en exceso de 10.000 Gauss utilizando pulsos de 180 voltios. Como resultado de esta modificación, se observó una disminución de hasta el 20% en el tiempo o en el número de pasadas a través de la célula requeridos para remover impurezas del agua residual.

Antes de proporcionar ejemplos de la efectividad de las disposiciones de la invención, se hará referencia a las Figuras 21 y 22 ¡lustrando dos alternativas adicionales para la célula 42.

En la Figura 21, las partes han sido extraídas para claridad y la vara 100 (ver la Figura 9 como antecedente) está rotablemente montada en la célula 42 y es rotable a través de un motor 182. El motor 182 puede ser activado por el sistema de circuitos 74 o por una fuente de energía apropiada (no mostrada). Las placas individuales 84 están montadas sobre la vara 100 y pueden ser rotadas in-situ dentro de la cubierta 80. La rotación de las placas 84 asiste al mantenimiento de la limpieza de ellas y en consecuencia mantiene la performance de toda la célula. Para un mejoramiento adicional del proceso de oxidación/floculación, la vara 100 puede tener un perfil de barrena 184 para transportar fluido dentro de la célula 42, y asistir a la interacción de contracorriente de gas disuelto en la solución acuosa. Estos conceptos han sido discutidos con referencia a las Figuras 1 a 3.

La Figura 22 ilustra una vista similar de la célula 42, pero con el uso de perias 72 en lugar de placas 84. Las perlas 72, estarán consituídas de un material similar a aquellos expuestos para los platos 84. Las perlas 72 pueden estar en un rango de tamaño de 50 malla a 1 ,5" y esto dependerá, por supuesto, de los requerimientos específicos de la célula 42. La corriente suministrada del suministro 60 (no indicado) es conectada a las varas 56 y 58, las que interactúan con las perlas electroconductoras 72. La provisión de la vara de barrena 184 sirve para circular o refluidizar las perlas 72 dentro de la célula y como beneficio, las perlas están efectivamente limpias de deshechos en el proceso, presentando en consecuencia una superficie de reacción fresca para el proceso regularmente. Esta fluidización también promueve una pérdida de masa más uniforme de las perlas, en lugar de tener secciones de perlas que tengan una masa desproporcionada con relación a otras perlas. Como un beneficio más, esto promueve el control del proceso.

Se encontró con la versión de perlas o granulos perlas del aparato, que las perlas proveen un área de superficie relativa alta para el volumen acuoso interespacial resultando en un tratamiento equivalente por conducitvidades de cantidad de baja alimentación. En esencia, se requiere un amperaje significativamente bajo para operar la célula cuando se usan las perlas para lograr el mismo efecto provisto con grandes placas tipo electrodos.

Habiendo entonces descripto la invención, se harán ahora referencia a los ejemplos EJEMPLOS Un aparato probado como ejemplo, construido de acuerdo con la invención arriba descripta, tenía las características siguientes.

Para la utilización con la célula 42 tomada como ejemplo, ilustrada en las Figura 9 a 12, se seleccionó la bomba 12 para que fuera capaz de bombear aguas sucias o efluentes contaminados a una tasa de 6 galones por minuto, a una presión nominal de 60 psi medida; el venturi 16 era un modelo inyector 684 Mazzie; ia válvula de gas 52 era una válvula de aguja; y la fuente de ozono 18 fue elegida para proveer aproximadamente 4 gramos de ozono por hora. La presión del efluente en la célula 42 ha sido elegida para que sea aproximadamente la mitad de la presión de la bomba, en este caso 30 psi medidos, para una presión de salida de bomba de 60 psi medidos. Generalmente, al diseñar este tipo de células 18, una caída de presión a través del venturi 16 de aproximadamente la mitad de la presión de la bomba, es satisfactoria. Una presión más elevada en la célula puede ser utilizada para mejorar la eficiencia del proceso, pero a un costo más elevado debido a una bomba mayor y a mayor energía para hacerla funcionar.

En la siguiente descripción, se proveen dimensiones exactas para ia célula 42, en donde los resultados de la prueba están indicados abajo, pero se debe entender que la célula 42 puede ser dimensionada a la medida adecuada del diseñador.

El diámetro de la cubierta 80 no es crítico. Se ha empleado un diámetro interior de 3 pulgadas con fines ilustrativos en la siguiente discusión.

Las placas 84 estaban compuestas de aluminio de 0.125" de grosor tipo 6061 -T6, 2,990" de diámetro. Las aperturas 86 eran de 1,00" de diámetro, y los centros estaban localizados a una distancia de 0,875" del centro de la placa en una de líneas radiales discretas 88, 90, 92. La apertura 96 tenia un diámetro de 0,38" y tres apertura de varillas 98 de diámetros de 0,265", centradas cada una distancia de 0,875" del centro de la placa, bisecando la línea radial discreta a las líneas radiales 88, 90 y 92.

Las placas 84 fueron montadas sobre una varilla de nylon 100 de 6,50", de 3/8" de diámetro, atornilladas en cada extremidad por las tuercas de nylon 102. Las placas 84 estaban separadas longitudinalmente en forma equidistante una de otra por una serie de 15 separadores de Teflon 104 de 0,50" de diámetro teniendo cada uno de ellos una apertura central de 0,375" y un espesor de 0,25".

Las varillas de metal 106, 108 fueron elegidas de 1/4" de diámetro y 14,25" de longitud, y estaban separadas entre ellas a una distancia de 1 ,75".

El sistema de circuitos de excitación de célula 50 se alimentaba de una línea trifásica de 220VAC 60Hz. El potencial entre placas sucesivas 84 fue elegido con relación a la conductividad del agua residual. Para efluentes de alta conductividad, era típico voltajes tan bajos como de 30 volts en una célula pasando 20 amperios de corriente para, por ejemplo, plantas de tratamiento de efluentes de la industria pesquera. Esto refleja una disipación de energía en la célula de aproximadamente 600 wats, que tiende a ser una disipación adecuada para aguas de menor conductividad en células de un tamaño de 3 pulgadas de diámetro y de la configuración arriba descripta. Los platos eran energizados a una frecuencia de pulso de 600 Hz mediante pulsos de amplitud variando desde 6,5 microsegundos a 2 segundos, en forma tal de producir una corriente promediada en tiempo de 20 a 25 amperios. Corrientes mayores eran posibles y deseables (aún a mayor costo operativo) en células mayores, pero la corriente debe estar limitada para prevenir sobrecalentamiento en células pequeñas. Se encontró adecuado la inversión de polaridad de los pulsos aplicados a intervalos en el rango de 30 segundos a 2 minutos para los contaminantes que debían ser extraídos en las pruebas.

Si se utilizaba la descarga de plasma, para desagües de agua salada promedio, se observó que un voltaje de descarga de alrededor de 4.000 V era satisfactorio, descargado a intervalos de 5 segundos.

Los resultados de las pruebas para uso del aparato de tratamiento de agua residual tomado como ejemplo se exponen más abajo. "DOB "significa "DOB" sobre un período de cinco días.

Ejemplo 1 Se tomó una muestra aleatoria de efluente de una planta de gran tamaño de procesamiento de pescado en Killybegs, Irlanda. La planta estaba procesando caballa y arenque en el momento de la muestra. La muestra fue tomada luego del tamizado y antes de la descarga al sistema cloacal del municipio.

Aproximadamente 6 litros de muestra de efluente fueron tratados usando la unidad de prueba. Los efluentes en bruto y tratados fueron tomados como muestra y analizados. Los resultados analíticos están expuestos en la Tabla 1.

Tabla 1 Prueba de tratamiento sobre desecho de procesamiento de pescado * Calculada de DOB, tasa DOQ o Muestra tratada 4.

El efluente floculó bien durante el proceso de tratamiento, yendo hacia la parte superior del líquido la mayor parte del material floculado. El DOB del efluente fue reducido a aproximadamente 95% (una significativa reducción) con reducciones similares en el DOQ y en los niveles de sólidos suspendidos. El pH de la muestra se incrementó ligeramente a 7,3 pero esto no tiene consecuencia sobre la descarga. Hubo tres pasadas a través de la célula 42 en esta prueba.

Ejemplo 2 Se tomó una muestra de efluente después del tamizado de una segunda planta de procesamiento de pescado en Killybegs, Irlanda. Los resultados de la prueba del tratamiento se dan en la Tabla 2.

Tabla 2 Prueba de tratamiento de residuo de procesamiento de pescado La reducción de DOB, DOQ y de los sólidos suspendidos fue en todos los casos superior al 95%. El pH de la muestra subió hasta 7,1 después del tratamiento. Hubo tres pasadas a través de la célula 42 en esta prueba.

Ejemplo 3 Se tomó una muestra de una tercera planta de procesamiento de pescado en Killybegs, Irlanda, luego del tamizado. La planta estaba procesando caballa y podía esperarse un gran Ingreso de aceite al efluente (hasta un 20%). La administración de la planta comentó que, en su opinión, esta actividad representaba una de las peores condiciones en lo que se refiere a fortaleza del efluente. Los resultados de la muestra están dados en la Tabla 3.

Tabla 3 Muestra de residuo de procesamiento de caballa Los resultados indican una reducción de DOB, DOQ y de sólidos suspendidos mayor a 95%. Hubo seis pasadas a través de la célula 18 en esta prueba.

Se observó que las placas 84 en el aparato de acuerdo con la invención se desgastaron muy lentamente con relación a las placas en las células de electrofloculación previamente reveladas en el estado de la técnica. Se cree que esto se debe a una combinación de gas disuelto a contracorriente y al área de superficie reducida de las placas 84 con relación a las placas previas y a los bordes afilados de las aperturas 86 y 98 en las placas 84 y los bordes filosos de la apertura en la placa de orificios 28. Se piensa que los bordes filosos localizando campos eléctricos y el uso opcional de descarga de plasma resulta en cavitación. La cavitación hace que los sólidos se rompan, pero una vez rotos los fragmentos resultantes parecen recombinarse y resulta en agua más clara que antes de la cavitación. Sin embargo, la cavitación a través ya sea de los bordes filosos 86, 98 en las placas 84 y la apertura en la placa de orificio 28, o de la utilización opcional de la descarga de plasma, no es esencial para la operación de la célula 42. Una presión de soporte sobre la célula 42 es esencial, de manera que la placa de orificios 28 puede ser reemplazada por cualquier restricción apropiadamente dimensionada.

En resumen, el uso del oxidante en una célula cerrada o depósito con la presión de soporte mejora la disponibilidad de pequeñas burbujas de oxidante para la reacción en el sistema. Este protocolo, por si mismo, es extremadamente efectivo para la separación de contaminantes en un sistema acuoso. Cuando este protocolo es aumentado con las materializaciones electroquímicas discutidas, resulta una sinergia que proporciona un sistema de separación altamente poderoso y que tiene el atractivo de ser incorporado a procesos adicionales como una operación unitaria.

Aunque las realizaciones de la invención han sido descriptas arriba, ésta no está limitada a ellas y será evidente para aquellos que sean experimentados en la técnica que numerosas modificaciones forman parte de la presente invención siempre que ellas no se aparten del espíritu, naturaleza y alcance de la invención reivindicada y descripta.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método continuo de separación de contaminantes de una solución acuosa que comprende los pasos de: proveer una solución acuosa que contiene contaminantes; proveer un depósito cerrado que tenga una entrada y una salida, estando dicha entrada a una elevación más alta que dicha salida; introducir dicha solución acuosa en el referido depósito; arrastrar un oxidante en dicha solución acuosa; mantener presión sobreatmosférica en el referido depósito para minimizar el tamaño de burbuja del mencionado oxidante y, consecuentemente, maximizar el área de superficie disponible de burbujas de oxidante con dichos contaminantes en la referida solución acuosa; oxidar dichos contaminantes; e inducir selectivamente una discontinuidad de presión externa a dicho depósito para flocular contaminantes oxidados a una fase separada de la referida solución acuosa.

2. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , incluyendo adicionalmente el paso de ajustar dicha presión sobreatmosférica con relación a la mencionada presión externa a dicho depósito.

3. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , en donde dicho oxidante arrastrado y dicha solución acuosa fluyen en contracorriente en el referido depósito.

4. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , incluyendo adicionalmente el paso de proveer liberación de sobrepresión en dicho depósito para liberar oxidante gaseoso no disuelto.

5. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , incluyendo adicionalmente el paso de controlar el tiempo de residencia de dichos oxidante y solución acuosa en el mencionado depósito.

6. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , en donde se induce discontinuidad de presión haciendo pasar solución acuosa oxidada a través de una placa de orificios.

7. El método como se ha expuesto en la reivindicación 6, en donde los radicales hidroxi se forman en dicha solución a partir del pasaje a través de dicha placa de orificios.

8. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , incluyendo adicionalmente el paso de aislar una fase grumosa de dicha solución acuosa.

9. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , incluyendo adicionalmente el paso de incluir una electrocélula dentro de dicho depósito para electrocoagular los referidos contaminantes en dicha solución acuosa.

10. El método como se ha expuesto en la reivindicación 9, incluyendo adicionalmente el paso de proveer una pluralidad de electrodos espaciados separadamente en dicho depósito para contacto con la referida solución acuosa.

11. El método como se ha expuesto en la reivindicación 9, incluyendo adicionalmente el paso de proveer material granular electroconductor dentro de dicho depósito y aplicar corriente eléctrica a dicho material para la electrocoagulación de dicha electrocélula.

12. El método como se ha expuesto en la reivindicación 9, incluyendo adicionalmente el paso de inducir un flujo turbulento a través de dicha electrocélula.

13. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , incluyendo adicionalmente el paso de preacondicionar dicha solución acuosa antes del tratamiento en el referido depósito.

14. El método como se ha expuesto en la reivindicación 13, en donde el referido paso de preacondicionar incluye la eliminación de sólidos suspendidos en dicha solución.

15. Un método continuo de separación de contaminantes a partir de una solución acuosa que comprende los pasos de: proveer una solución acuosa que contiene contaminantes; proveer un depósito cerrado que tenga una entrada y una salida, estando dicha entrada a una elevación más alta que dicha salida; posicionar una electrocélula en el depósito para aplicar un campo eléctrico a dicha solución acuosa; introducir dicha solución acuosa en el depósito; arrastrar un oxidante en la solución acuosa; mantener presión sobreatmosférica en dicho depósito para minimizar el tamaño de burbuja del oxidante y, consecuentemente, maximizar el área de superficie disponible de burbujas de oxidante con dichos contaminantes en la referida solución acuosa; oxidar dichos contaminantes y dicho oxidante y flocular los referidos contaminantes mediante exposición a dicho campo eléctrico; e inducir selectivamente una discontinuidad de presión externa al depósito para flocular cualesquiera contaminantes oxidados remanentes a una fase separada de la mencionada solución acuosa.

16. El método como se ha expuesto en la reivindicación 15, incluyendo adicionalmente el paso de preacondicionar dicha solución acuosa para extraer material insoluble de dicha solución acuosa.

17. El método como se ha expuesto en la reivindicación 15, incluyendo adicionalmente el paso de inducir un. flujo en contracorriente entre el oxidante arrastrado y dicha solución acuosa.

18. El método como se ha expuesto en la reivindicación 15, incluyendo adicionalmente el paso de inducir turbulencia en el mencionado depósito para mejorar el contacto entre dicha electrocélula, dicho oxidante y dicha solución acuosa.

19. El método como se ha expuesto en la reivindicación 15, incluyendo adicionalmente el paso de rotar la referida electrecélula dentro de dicho depósito.

20. El método como se ha expuesto en la reivindicación 15, en donde dicha electrocélula incluye una pluralidad de electrodos separados, estando cada electrodo de dichos electrodos aislado de cada electrodo adyacente.

21. El método como se ha expuesto en la reivindicación 15, en donde dicha electrocélula incluye una pluralidad de electrodos movibles para mejorar el contacto de dichos electrodos con el referido oxidante y la mencionada solución acuosa.

22. Un método de separación de contaminantes de una solución acuosa, que comprende los pasos de: a. proveer una solución acuosa que contenga contaminantes; b. oxidar la solución acuosa con un oxidante bajo presión sobreatmosférica ajustable para mantener al referido oxidante en solución; c. exponer dicha solución acuosa a una electrocélula para electrocoagular contaminantes; e d. inducir selectivamente una discontinuidad de presión para flocular contaminantes coagulados y oxidados a una fase separada de dicha solución acuosa.

23. El método como se ha expuesto en la reivindicación 22, en donde el paso c. incluye proveer una pluralidad de electrocélulas en donde el agua tratada de una electrocélula de dichas electrocélulas se introduce como un flujo de alimentación a una electrocélula adyacente.

24. El método como se ha expuesto en la reivindicación 22, en donde la electrocélula incluye por lo menos uno de una pluralidad de electrodos de placa separados, electrodos granulares discretos, o una combinación de ellos.

25. El método como se ha expuesto en la reivindicación 1 , incluyendo adicionalmente el paso de proveer una pluralidad de depósitos dispuestos en forma tal que una salida de un depósito de dichos depósitos está en comunicación fluida por válvula con una entrada de un depósito adyacente de dichos depósitos, siendo dicha comunicación fluida por válvula ajustable para depósitos conectados en contraflujo.

26. El método como se ha expuesto en la reivindicación 15, incluyendo adicionalmente el paso de proveer una pluralidad de depósitos dispuestos en forma tal que una salida de un depósito de dichos depósitos está en comunicación fluida por válvula con una entrada de un depósito adyacente de dichos depósitos, siendo dicha comunicación fluida por válvula ajustable para depósitos conectados en contraflujo.

27. El método como se ha expuesto en la reivindicación 22, incluyendo adicionalmente el paso de proveer una pluralidad de depósitos dispuestos en forma tal que una salida de un depósito de dichos depósitos está en comunicación fluida por válvula con una entrada de un depósito adyacente de dichos depósitos, siendo dicha comunicación fluida por válvula ajustable para depósitos conectados en contraflujo.

28. Un aparato para separar contaminantes de una solución acuosa, que comprende: una fuente acuosa que contiene contaminantes; un depósito cerrado presurizable que tiene una entrada y una salida, estando dicha entrada dispuesta a una elevación más alta que dicha salida, y en comunicación con la referida fuente acuosa; medios para introducir un oxidante bajo presión en el mencionado depósito; una electrocélula dispuesta en el depósito para electrocoagular materia en dicha fuente acuosa; medios para suministrar corriente a dicha electrocélula; y medios para inducir selectivamente cavitación hidrodinámica en la solución acuosa tratada para flocular contaminantes oxidados a una fase separada de dicha solución acuosa.

29. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 28, en dicho depósito comprende por lo menos un recipiente presurizable.

30. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 28, en donde dicho depósito comprende una formación terrestre subterránea.

31. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 28, en donde dicha electrocélula incluye una pluralidad de electrodos espaciados separadamente.

32. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 31 , en donde dicha pluralidad de electrodos espaciados separadamente están coaxialmente dispuestos.

33. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 31 , en donde dichos electrodos comprenden placas individuales de material electroconductor.

34. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 33, en donde dichas placas son sólidas.

35. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 33, en donde dichas placas individuales incluyen una cubierta permeable dentro de la cual se deposita material granular o sellado electroconductor.

36. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 31, en donde dicha electrocélula incluye perlas o granulos discretos de material electroconductor dentro de dicho depósito y entre los referidos electrodos espaciadamente apartados.

37. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 33, en donde dichas placas incluyen medios para inducir flujo turbulento a dicha solución acuosa dentro del referido depósito.

38. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 36, en donde dicho depósito incluye medios para impartir movimiento a dichas perlas o granulos dentro de la referida célula.

39. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 28, en donde dicho aparato incluye una pluralidad de depósitos, incluyendo cada depósito una electrocélula conteniendo dichos electrodos, en donde cada depósito incluye por lo menos uno de una pluralidad de electrodos de placa sólidos, electrodos permeables conteniendo material electroconductor de perlas o granulos, material de perlas o granulos entre dichos electrodos en el referido depósito, o una combinación de ellos.

40. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 28, en donde dicho depósito incluye medios de liberación de presión para liberar presión excesiva dentro de dicho depósito.

41. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 28, en donde dicho aparato incluye un medio sensor de líquido operable con el nivel de solución acuosa en dicho depósito y dicho medio para introducir el referido oxidante dentro del dicho depósito para descargar oxidante a dicho depósito.

42. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 28, en donde el referido medio para inducir selectivamente la cavitación hidrodinámica comprende una válvula de orificio variable para alterar la presión de salida a dicha salida del referido depósito.

43. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 34, en donde dichas placas incluyen aperturas en relación espaciada.

44. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 43, en donde las referidas aperturas inducen flujo turbulento de dicha solución acuosa.

45. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 44, en donde dichas aperturas están perfiladas para ubicar la concentración de un campo eléctrico producido en dichas aperturas.

46. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 28, en donde dicho aparato incluye una pluralidad de recipientes presurizables en relación alternadamente inversa en donde una salida de un recipiente de dichos recipientes está en comunicación fluida con una salida de un recipiente adyacente de dichos recipientes.

47. El aparato como se ha expuesto en la reivindicación 46, en donde dichos recipientes en comunicación fluida ¡ncluyen un medio de válvulas dispuesto entre ellos para operación selectiva a fin de permitir el contraflujo de los contenidos de los depósitos.