ES2236929T3 - Aparato purificador de extensiones de agua. - Google Patents

Aparato purificador de extensiones de agua.

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Katsutoshi Yoshinaga
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Abstract

LA INVENCION PROPORCIONA UN PURIFICADOR DE AGUA REGIONAL, EN EL CUAL SE RECOGEN ALGAS VERDES DE FORMA CONTINUA, UTILIZANDO UNA CORRIENTE DE AGUA PRODUCIDA MEDIANTE EL FUNCIONAMIENTO DE UN GENERADOR DE CORRIENTE DE AGUA. DICHA CORRIENTE SE TRANSFORMA PARA INACTIVARLA DE FORMA CONTINUA Y EFICIENTE MEDIANTE IRRADIACION CON ONDAS ULTRASONICAS, DE FORMA QUE SE LLEVA A CABO UNA PURIFICACION REGIONAL DEL AGUA EFICIENTEMENTE Y A UN COSTE MUCHO MAS BAJO QUE EL DEL PROCEDIMIENTO CONVENCIONAL MEDIANTE TRANSFORMACION CON ALGAS VERDEAZULADAS. EL PURIFICADOR COMPRENDE UN CONDUCTO DE TRANSFORMACION DE ALGAS VERDEAZULADAS, QUE ESTA DISPUESTO BAJO EL AGUA, EN AGUAS REGIONALES EN LAS QUE LAS ALGAS VERDEAZULADAS SE REPRODUCEN EN GRANDES CANTIDADES. DICHO CONDUCTO PRESENTA UN TRANSMISOR DE ONDAS ULTRASONICAS 3 EN SU INTERIOR, PARA TRANSMITIR LAS CITADAS ONDAS Y TRANSFORMAR LAS ALGAS, Y SUS EXTREMOS ESTAN ABIERTOS. EL PURIFICADOR COMPRENDE ASIMISMO UN GENERADOR DE CORRIENTE DE AGUA 4, EL CUAL PRODUCE UN FLUJO DE SUCCION PARA SUCCIONAR EL AGUA QUE CONTIENE LAS ALGAS VERDEAZULADAS HACIA EL INTERIOR DEL CONDUCTO DE TRANSFORMACION DE LAS MISMAS 2, A PARTIR DEL EXTREMO 2A, Y UN FLUJO DE DESCARGA PARA DESCARGAR EL AGUA DESDE EL OTRO EXTREMO 2B.

Description

Aparato purificador de extensiones de agua.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
La presente invención se refiere a un aparato purificador de extensiones de agua en que el fitoplancton, especialmente algas verde-azuladas que se reproducen en grandes cantidades en el agua estancada, es captado en un flujo de agua generado por la acción de un generador de flujo de agua y es procesado hasta inactivarlo por irradiación de una onda ultrasónica, con lo cual las extensiones de agua se purifican a través del procesamiento de dichas algas verde-azuladas.
2. Descripción de la técnica anterior
Como resultado de la propagación del fitoplancton, especialmente las algas verde-azuladas que se reproducen en grandes cantidades en aguas eutrofizadas, la superficie del agua se recubre con una sustancia verde; en muchos casos, tanto en Japón como en el extranjero, dicha sustancia verde crea un problema en lo referente a la protección medioambiental del agua y su aspecto visual.
Se han intentado diversas medidas de control de las algas verde-azuladas para resolver este problema. A grandes rasgos, estas medidas se clasifican como sigue:
(1) Extracción colectiva
1)
Captación mecánica, extracción
2)
Procedimiento de burbujas de aire, extracción
(2) Degradación, sedimentación
1)
Degradación usando un producto biológico
2)
Sedimentación usando un producto biológico
(3) Procesamiento de las algas/destrucción de las células
1)
Procedimiento mecánico
a)
Alta presión
b)
Presión de impacto
c)
Otros
2)
Procedimiento químico
a)
Aditivos de control de algas
(4) Control de la propagación
(Control de la temperatura, el pH, el nitrógeno, el fósforo, el cambio del régimen de composición, etc., del agua).
Aunque se han intentado todas las medidas (1) a (4) anteriormente citadas, sólo la (3)-2)-a), con la adición de una solución de sulfato de cobre, ha logrado un efecto relativamente específico. Las restantes medidas casi no han tenido efecto alguno en relación con el gran esfuerzo realizado. Si lo ha habido, este efecto ha sido muy escaso y su rentabilidad muy baja. En la actualidad no existen medidas eficaces de control de las algas verde-azuladas.
Por ejemplo, una notable medida de control de las algas verde-azuladas consiste en la recogida y extracción (correspondiente al apartado (1)-1) anteriormente citado, usando una embarcación de recogida de la capa superficial de algas, procedimiento que ha sido puesto en práctica en el lago Kasumiga-Ura y en otros lugares). Este procedimiento requiere el uso continuo de una embarcación de elevado coste para la recogida de algas con la que se realiza una interminable tarea de recolección, en cantidades no medidas, de unas algas verde-azuladas que se propagan hasta el infinito. Además, la extracción de grandes cantidades de algas verde-azuladas es lenta y cara. Por consiguiente, el citado procedimiento no es ni práctico ni actual según la tecnología de una moderna sociedad tecnológica.
Además, el citado apartado (2) presenta un problema en el sentido de que este procedimiento es eficaz para un tipo de alga azul verde e ineficaz para otro, de manera que es difícil, en general, sostener que el procedimiento tiene un efecto notable.
Por otra parte, el citado apartado (3)-2) tiene ocasionalmente un efecto considerable. No obstante, el procedimiento se rechaza o se prohibe actualmente como medida aplicable a embalses, lagos y ríos, ya que se le inyecta un producto químico al sistema.
El documento CH-656 604 A describe un procedimiento y aparato para incrementar el contenido de O_{2} en las aguas residuales. El aparato, que tiene unos transmisores de onda ultrasónica situados en su extremo frontal, se sitúa en el fondo y en la parte inferior de las paredes de la cuenca y se usa para exponer el barro o cieno del agua a vibraciones ultrasónicas. En otra realización, unos elementos cilíndricos, a través de los cuales se introduce O_{2} en el agua, son sometidos a vibración.
El documento DE-43 23 212 A describe un dispositivo para el tratamiento de medios en estado de flujo con ondas ultrasónicas. El propósito de las ondas ultrasónicas de esta técnica anterior consiste en acabar con la vida animal de pequeño tamaño y preparar el fluido para la aplicación de rayos ultravioleta. El aparato tiene un tubo vertical, a través del cual el agua fluye desde abajo, en cuyo extremo inferior se encuentra un recipiente en el que está instalado el transmisor de onda ultrasónica.
El documento DE-44 07 564 A describe un procedimiento y un dispositivo para oxidar las sustancias orgánicas y/o los microorganismos del agua. El dispositivo incluye un tubo o sección acanalada a través de la cual fluye el agua. Un transmisor de onda ultrasónica se encuentra dentro de una sección de la pared del canal.
Resumen de la invención
Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un aparato purificador de agua para la purificación de cuerpos de agua que inactiva las algas verde-azuladas, según el cual estas algas puedan ser procesadas para desactivarlas de forma continua y eficaz al ser irradiadas con ondas ultrasónicas, realizándose la purificación del extensiones de agua a un coste muy inferior al del procedimiento convencional de procesamiento de algas verde-azuladas.
Para lograr los citados objetos, la invención proporciona un aparato purificador de extensiones de agua que comprende las características definidas en la reivindicación 1. Las realizaciones preferentes se definen en la reivindicación 5. La invención proporciona también un procedimiento para desactivar las algas verde-azuladas de un cuerpo de agua mediante el uso de dicho aparato purificador de agua.
En este caso, se monta un reflector de onda ultrasónica en la superficie periférica interna del conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas, pudiendo dicho reflector de onda ultrasónica estar formado por un reflector irregular.
El transmisor de onda ultrasónica se puede instalar en un elemento con forma anular situado centralmente dentro del conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas, de manera que las ondas ultrasónicas son transmitidas en sentido radial desde el centro interno hacia la superficie periférica interna, o bien el transmisor de onda ultrasónica se puede disponer oblicuamente, sobre la superficie periférica interna, en el otro extremo del conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas y hacia la punta del mismo. Además, el transmisor de onda ultrasónica se puede disponer en el otro extremo del conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas, hacia la punta del mismo.
El generador de flujo del agua se puede disponer en el otro extremo del conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas, o bien dicho generador de flujo del agua se puede incorporar a un conducto rectificador consistente en un conducto cuyos dos extremos están abiertos con el fin de potenciar el flujo del agua y activar el generador de flujo de agua. Además, se puede disponer una pluralidad de generadores de flujo del agua en intervalos apropiados en la dirección del eje del conducto, centralmente dentro del conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas, y también se puede disponer una pluralidad de transmisores de onda ultrasónica en intervalos apropiados en la dirección del eje del conducto, centralmente dentro del conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas.
El conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas puede ser curvo, de manera que el extremo de succión del flujo entrante quede situado horizontalmente en la proximidad de la superficie del agua y el extremo de descarga quede situado horizontalmente a mayor profundidad; o bien, el conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas puede ser curvo, de manera que el extremo de succión del flujo entrante quede situado horizontalmente en la proximidad de la superficie del agua y el extremo de descarga quede situado horizontalmente en el fondo del agua. Además, el extremo de succión del flujo entrante del conducto de procesamiento de las algas verde-azuladas puede presentar una expansión en forma de trompeta.
El flujo de descarga puede tener una mezcla de ozono. Además, el generador de flujo del agua puede estar provisto de un elemento de aireación del gas ozono.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista lateral esquemática de un aparato purificador de extensiones de agua que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 2 es otra vista lateral esquemática en sección de un aparato purificador de extensiones de agua que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 3 es otra vista lateral esquemática en sección de un aparato purificador de extensiones de agua que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 4 es otra vista lateral esquemática de un aparato purificador de extensiones de agua que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 5 es otra vista lateral esquemática en sección de un aparato purificador de extensiones de agua que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 6 es una vista lateral en sección de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas y de un conducto rectificador que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 7 es una vista lateral en sección de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas y de un conducto rectificador que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 8 es una vista lateral en sección de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas y de un conducto rectificador que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 9 es una vista lateral en sección de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas y de un conducto rectificador que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 10(A) es una vista frontal de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas que ilustra la realización 1 de la presente invención, y la figura 10(B) es una vista lateral en sección de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 11 es una vista lateral en sección de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas y de un conducto rectificador que ilustra la realización 1 de la presente invención;
la figura 12 es una vista lateral en sección de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas que ilustra la realización 1 de la presente invención; y
la figura 13 es una vista lateral en sección de un generador de flujo de agua que ilustra la realización 1 de la presente invención.
Descripción de las realizaciones preferentes
La presente invención se describirá detalladamente haciendo referencia a las realizaciones ilustradas en los dibujos adjuntos.
Realización 1
En las figuras 1 a 13, que ilustran la realización 1 de la presente invención, un aparato purificador de extensiones de agua que purifica agua estancada a través del procesamiento de algas verde-azuladas, consta principalmente de un conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 que incorpora un transmisor de onda ultrasónica 3 que genera ondas ultrasónicas en las extensiones de agua donde se reproducen las algas verde-azuladas en grandes cantidades con el fin de procesar dichas algas verde-azuladas mediante ondas ultrasónicas hasta inactivarlas, aparato purificador que tiene ambos extremos abiertos, y un generador de flujo del agua 4 que genera un flujo de succión para succionar agua que contiene algas verde-azuladas hacia el interior del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 desde un extremo 2a y un flujo de descarga para descargar el agua desde el otro extremo 2b.
El aparato purificador de extensiones de agua 1 se usa colgándolo de un cuerpo flotante 12, descrito más delante, y manteniéndolo bajo la superficie del agua o en el fondo del agua. En el caso del aparato purificador de extensiones de agua 1 mantenido bajo la superficie del agua, el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 y el conducto rectificador 5 que incorpora el generador de flujo del agua 4 se sostienen a través de unos miembros colgantes 12a del cuerpo flotante 12, descrito más adelante, y que flota en la superficie del agua, estando ambos elementos situados bajo la superficie del agua y bajo el cuerpo flotante 12. El generador de flujo de agua 4 suele usarse incorporado al conducto rectificador 5.
El conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 tiene una forma cilíndrica hueca, por ejemplo, y sus dos extremos están abiertos. Se sitúa sumergido bajo las extensiones de agua en las que se reproducen las algas verde-azuladas en grandes cantidades. A través del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, el agua que contiene algas verde-azuladas fluye hacia el interior del conducto desde un extremo 2a a causa del flujo de succión generado por el generador de flujo de agua 4, siendo las algas verde-azuladas que flotan bajo el agua procesadas, hasta quedar inactivas debido a las ondas ultrasónicas generadas por el transmisor de onda ultrasónica 3 incorporado al conducto. Una vez procesadas, las algas verde-azuladas son descargadas junto con el agua desde el extremo 2b.
Generalmente, el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 se sitúa en extensiones de agua donde las algas verde-azuladas se reproducen en grandes cantidades, ubicándolo en sentido horizontal al eje del conducto. No obstante, ocasionalmente se sitúa en el estado curvo mostrado en las figuras 2 a 5.
Por ejemplo, y según se aprecia en las figuras 2 y 3, el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 está formado de manera que la parte central del mismo se encuentra doblada en sentido oblicuo con el fin de que el extremo 2a del lado de succión del flujo entrante quede dispuesto horizontalmente en la proximidad de la superficie del agua, y que el otro extremo 2b, del lado de descarga, quede dispuesto horizontalmente a mayor profundidad que el extremo 2a.
Además, y según se aprecia en las figuras 4 y 5, por ejemplo, el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 suele formarse de manera que la parte central del mismo está doblada en ángulo recto con el fin de que el extremo 2a del lado de succión del flujo entrante quede dispuesto hacia arriba en la proximidad de la superficie del agua, y que el otro extremo 2b, del lado de descarga, quede dispuesto horizontalmente en el fondo del agua.
Además, y según se aprecia en las figuras 5 y 6, por ejemplo, el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 suele formarse de manera que el extremo 2a del lado de succión del flujo entrante se expande en forma de trompeta. Además, y según se aprecia en las figuras 3 y 4, por ejemplo, sólo la periferia de la abertura del extremo 2a, en el lado de succión de flujo entrante del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, se expande en forma de trompeta; o bien, según se aprecia en la figura 6, el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 adquiere forma de trompeta, de manera que su diámetro crece gradualmente desde el extremo 2b y hacia el extremo 2a.
En la superficie periférica interna del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, según se aprecia en las figuras 7 a 9, por ejemplo, suele montarse un reflector de onda ultrasónica 2c para reflejar las ondas ultrasónicas transmitidas desde el transmisor de onda ultrasónica 3. Se usa una placa metálica a modo de reflector de onda ultrasónica 2c. Las ondas ultrasónicas transmitidas desde el transmisor de onda ultrasónica 3 son reflejadas repetidamente por el reflector de onda ultrasónica 2c, permaneciendo las ondas ultrasónicas dentro del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 durante un largo período de tiempo para que las algas verde-azuladas flotantes sean procesadas fácilmente, hasta quedar inactivas.
El reflector de onda ultrasónica 2c está configurado de manera que la superficie reflectora adquiere la forma de una superficie plana, tal como se aprecia en la figura 7, o de manera que la superficie reflectora adquiere la forma de una superficie reflectora irregular que refleja irregularmente las ondas ultrasónicas, tal como se aprecia en las figuras 8 y 9. Al formarse una superficie reflectora irregular como la ilustrada, por ejemplo, en la figura 9, se forma la superficie de una línea doblada irregularmente. Ocasionalmente, y en caso necesario, se omite el reflector de onda ultrasónica 2c.
El transmisor de onda ultrasónica transmite unas ondas ultrasónicas que realizan la función de procesamiento que inactiva, por impacto de dichas ondas ultrasónicas, a las algas verde-azuladas contenidas en el agua que fluye por el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2. Específicamente, irradia ondas ultrasónicas sobre las algas verde-azuladas, a las que impacta. Se destruyen así las vacuolas de gas de las algas verde-azuladas que efectúan la función de flotabilidad, de manera que las algas verde-azuladas se decantan y no vuelven a flotar, adquiriendo su condición de inactivadas y alcanzando una condición similar a un estado perecedero. En consecuencia, las algas pueden ser procesadas.
El transmisor de onda ultrasónica 3 está conectado a un generador de onda ultrasónica 3a y a una fuente de suministro de energía eléctrica instalada en el cuerpo flotante 12 o en tierra y conectada a través de un cable 3b. Las ondas ultrasónicas son transmitidas por vibraciones de la energía eléctrica amplificada por el generador de onda ultrasónica 3a, realizándose así el procesamiento de las algas verde-azuladas.
El transmisor de onda ultrasónica 3 montado en el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 está instalado de manera que realiza una eficaz irradiación de las ondas ultrasónicas sobre las algas verde-azuladas contenidas en el agua que fluye a través del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2. Por ejemplo, y según se ilustra en las figuras 1 y 12, el transmisor de onda ultrasónica 3 puede instalarse en la superficie periférica interna del extremo superior del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, en forma de una sola unidad o de múltiples unidades situadas a intervalos apropiados para transmitir las ondas ultrasónicas en el conducto 2.
Además, y según ilustra la figura 10, por ejemplo, el transmisor de onda ultrasónica 3 se instala soportándolo sobre unos miembros de apoyo 3c en el centro del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, y está configurado para transmitir ondas ultrasónicas en sentido radial, desde la parte central hacia la superficie periférica interna.
Además, y según ilustran las figuras 7 a 9, por ejemplo, el transmisor de onda ultrasónica 3 se instala en ocasiones en la superficie periférica interna, en el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, quedando oblicuo respecto al extremo 2a, es decir, el lado del flujo entrante, y configurado para transmitir ondas ultrasónicas en sentido oblicuo hacia el extremo 2a del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2. En este caso, las ondas ultrasónicas son transmitidas oblicuamente hacia el extremo 2a del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, a la vez que son reflejadas repetidamente por la superficie periférica interna del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2.
Según ilustra la figura 11, por ejemplo, el transmisor de onda ultrasónica 3 se instala ocasionalmente en el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, orientado hacia el extremo 2a, es decir, el lado del flujo entrante, y configurado para transmitir ondas ultrasónicas hacia el extremo 2a del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2. En este caso, el transmisor de onda ultrasónica 3 se instala en una zona del extremo 2b, que se encuentra abierto para impedir al máximo la obstrucción del flujo de descarga. Si se instala un conducto rectificador 5 en el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, se sitúan uno o más transmisores de onda ultrasónica 3, a determinados intervalos, en la parte abierta de la periferia externa del conducto rectificador 5.
El generador de flujo de agua 4 produce un flujo de succión que succiona el agua con contenido de algas verde-azuladas hacia el interior del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, a través del extremo 2a del mismo y a cierta distancia del flujo de descarga del agua por el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2. Suele usarse incorporado a un conducto rectificador 5 que tiene por finalidad incrementar la función del generador de agua 4. No obstante, y según ilustra la figura 12, por ejemplo, el generador de flujo de agua 4 puede usarse ocasionalmente incorporado de forma independiente al conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2.
Si se usa un generador de flujo de agua 4 incorporado a un conducto rectificador 5, dicho se generador instala en el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, de manera que el eje del mismo coincida con el eje del conducto rectificador 5 que incorpora el generador de flujo de agua 4. La dirección de inyección del agua inyectada desde el generador de flujo de agua 4 es igual a la dirección del eje del conducto rectificador 5, de manera que el agua que fluye desde un extremo abierto del conducto rectificador 5 es inyectada y descargada desde el otro extremo, en el lado opuesto.
Por ejemplo, y según ilustra la figura 13, se forma una parte interna 4a - o conducto de flujo cuyos dos extremos están abiertos - en el generador de flujo de agua 4. La parte interna 4a se forma en dirección longitudinal, es decir, en la dirección axial del generador de flujo de agua 4. La parte interna 4a tiene forma cilíndrica. El lado aguas abajo de la parte interna 4a con forma cilíndrica consta de una boca de descarga 4b del generador de flujo de agua, y su lado aguas arriba consta de una boca de entrada 4c del generador de flujo de agua.
En la superficie de la pared interna del conducto de flujo, en una zona intermedia de la parte interna 4a, se forma una boca de inyección 4d para inyectar agua en dirección periférica interna. La boca de inyección 4d está formada en torno a la periferia interna de la parte interna 4a. La boca de inyección está formada en sentido oblicuo respecto a la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua, en le lado aguas abajo de la parte interna 4a.
El agua inyectada desde la boca de inyección 4d formada en sentido oblicuo respecto a la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua se inyecta a alta velocidad hacia la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua del lado aguas abajo de la parte interna 4a. Este flujo de inyección a alta velocidad permite que se genere una región de presión negativa en el lado aguas abajo de la boca de inyección 4d, y además realiza la función de succión y descarga del ozono que se describe más adelante.
En la sección del generador de flujo de agua 4 del lado externo de la parte interna 4a se forma una cámara anular de impulsión de agua 4e comunicada con la boca de inyección 4d. La cámara de impulsión de agua 4e es una fuente de suministro del agua inyectada desde la boca de inyección 4d, y la boca de inyección 4d se forma en el lado aguas abajo de la cámara de impulsión de agua 4e, de manera que ambas se comunican entre sí.
El conducto rectificador 5, que potencia aún más la función del generador de flujo de agua 4 incorporado al mismo, está provisto de un generador de flujo de agua 4. El conducto rectificador 5 que incorpora el generador de flujo de agua 4 está instalado en el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, que está abierto.
El diámetro de la abertura del conducto rectificador 5 suele ser más pequeño que el diámetro de la abertura del extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2. El conducto rectificador 5 está instalado en la parte central del extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, que está abierto. En el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 en el que está instalado el conducto rectificador 5 se forma una abertura anular en la periferia externa del conducto rectificador 5, de manera que parte del agua que fluye por el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 es descargada desde la abertura anular.
Debido a que parte del agua que fluye por el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 se descarga desde la abertura anular del lado periférico externo del conducto rectificador 5, la velocidad de flujo del agua inducida por el generador de flujo de agua 4 disminuye y el tiempo necesario para que el agua con contenido de algas verde-azuladas pase a través del conducto aumenta, con lo cual el tiempo de irradiación de onda ultrasónica sobre las algas verde-azuladas será lo suficientemente largo.
Por ejemplo, según ilustra la figura 6, el conducto rectificador 5 que incorpora el generador de flujo de agua 4 ocasionalmente podría tener el mismo diámetro que el del extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2. En tal caso, un extremo del conducto rectificador 5 estará conectado al extremo del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, de manera que la totalidad del agua descargada desde el extremo del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 fluirá por el interior del conducto rectificador 5, siendo descargada en el agua del exterior.
El conducto rectificador 5 evita que el agua inyectada desde el generador de flujo de agua 4 se disperse de inmediato después de la inyección, y lanza directamente el agua a gran distancia. Al dispersar el agua en un punto alejado, realiza la función de agitar rápidamente el agua estancada. Aunque el conducto rectificador 5 se sitúa en el fondo del agua, de manera que sus dos extremos quedan abiertos en sentido sustancialmente horizontal, el conducto se puede instalar con un ángulo de inclinación arbitrario, de acuerdo con las necesidades.
El conducto rectificador 5 está formado por un cilindro cuyos dos extremos están abiertos. Uno de los extremos abiertos consta de una boca de flujo de agua entrante 5a y el otro extremo consta de una boca de descarga de agua 5b. En la parte inferior del conducto rectificador 5, unos miembros de apoyo 5c, que mantienen el conducto rectificador 5 horizontal en el lado del fondo del agua, y lo soportan, están instalados en los lados anterior y posterior, en la dirección del eje del conducto.
La cámara de impulsión de agua 4e del generador de flujo de agua 4 está conectada a uno de los extremos de un tubo de suministro de agua impulsada 6. El otro extremo del tubo de suministro de agua impulsada 6 está conectado a una bomba de impulsión de agua 7. La bomba de impulsión de agua 7 suministra agua proveniente del agua estancada, y la inyecta en el generador de flujo de agua 4 a través del tubo de suministro de agua impulsada 6.
En la superficie de la pared interna del trayecto de flujo de la parte interna 4a, en el lado aguas arriba de la boca de inyección 4d, se forma una pluralidad de orificios de inyección de ozono 8, en intervalos iguales y en sentido periférico interno. El orificio de inyección de ozono 8 está formado oblicuamente respecto a la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua, en el extremo aguas abajo de la parte interna 4a. El orificio de inyección de ozono 8 dispone de un mecanismo para la succión y descarga del ozono a través del agua inyectada a alta velocidad por la boca de inyección 4d en el lado aguas abajo.
En la sección del generador de flujo de agua 4, en el exterior de la parte interna 4a, se forma una cámara anular de suministro de ozono 8a que comunica con el orificio de inyección de ozono 8. La cámara de suministro de ozono 8a está situada en el lado aguas arriba de la cámara de impulsión de agua 4e. La cámara de suministro de ozono 8a es el elemento que suministra el ozono inyectado a través de los orificios de inyección de ozono. Cada orificio de inyección de ozono 8 se forma en el lado aguas abajo de la cámara de suministro de ozono 8a, y se comunica con la cámara de suministro de ozono 8a.
La cámara de suministro de ozono 8a está conectada a un extremo del tubo de suministro de ozono 9. El otro extremo del tubo de suministro de ozono 9 está conectado a un generador de ozono 10 instalado en el cuerpo flotante 12 de la superficie del agua, descrito más adelante. El generador de ozono 10 suministra el ozono generado al generador de flujo de agua 4 a través del tubo de suministro de ozono 9.
El generador de ozono 10 tiene un mecanismo mediante el cual el oxígeno del aire es sustituido por ozono a través de irradiación, por ejemplo, de rayos ultravioleta con un determinado margen de longitud de onda, y en el recipiente hueco se proporciona un tubo de descarga de ozono ultravioleta de largo alcance, por ejemplo, para la irradiación de los rayos ultravioleta. Se proporciona un compresor de aire 11 para suministrar aire al generador de ozono 10, el cual está conectado al exterior del generador de ozono 10.
El cuerpo flotante 12 es una estructura que flota sobre la superficie del agua estancada. El cuerpo flotante 12 dispone de un generador de onda ultrasónica 3a, que constituye una fuente de suministro de energía eléctrica para el transmisor de onda ultrasónica 3, la bomba de impulsión de agua 7, para inyección de agua al generador de flujo de agua 4, el generador de ozono 10, el compresor de aire 11 y el resto del equipo, de manera que el transmisor de onda ultrasónica 3, el generador de flujo de agua 4, el generador de ozono 10 y demás elementos se pueden usar en cualquier lugar arbitrario del agua estancada.
Además, si el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 se mantiene sumergido en la proximidad de la superficie del agua, el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 estará soportado por unos miembros colgantes 12a, sumergido bajo el cuerpo flotante 12 y próximo a la superficie del agua. Cabe mencionar que el generador de onda ultrasónica 3a, la bomba de impulsión de agua 7, el generador de ozono 10, el compresor de aire 11 y el resto del equipo pueden instalarse en tierra, como en el caso de la técnica anterior. Además, la bomba de impulsión de agua 7 puede instalarse bajo el agua, en caso necesario, usando una bomba sumergida.
La siguiente es una descripción del funcionamiento de la citada realización.
Para poner en marcha el transmisor de onda ultrasónica 3 y el generador de flujo de agua 4, que constituyen el aparato purificador de extensiones de agua 1, es necesario activar el generador de onda ultrasónica 3a instalado en el cuerpo flotante 12, o en tierra, y la bomba de impulsión de agua 7 instalada en el cuerpo flotante 12, en tierra o bajo el agua, según sea el caso. Además, para poner en marcha el generador de ozono 10 es necesario activar el compresor de aire 11 instalado en el cuerpo flotante 12 o en tierra.
Al activar el generador de onda ultrasónica 3a instalado en el cuerpo flotante 12 o en tierra, el transmisor de onda ultrasónica 3 provisto en el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 vibra y transmite ondas ultrasónicas hacia el interior del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2.
Además, al activar la bomba de impulsión de agua 7 instalada en el cuerpo flotante 12, en tierra o bajo el agua, según sea el caso, la bomba de impulsión de agua 7 succiona el agua estancada, la envía bajo presión al tubo de suministro de agua impulsada 6 y la alimenta al generador de flujo de agua 4 del conducto rectificador 5 instalado en el fondo del agua.
Por otra parte, al activar el compresor de aire 11 instalado en el cuerpo flotante 12 o en tierra, el compresor de aire 11 succiona y comprime el aire de la atmósfera y lo envía al generador de ozono 10. El generador de ozono 10 está provisto, por ejemplo, de un tubo de descarga de ozono ultravioleta de largo alcance, de manera que parte del oxígeno del aire impulsado es sustituido por ozono a través de la irradiación del rayo de ozono ultravioleta de largo alcance, fluyendo dicho ozono a lo largo del tubo de suministro de ozono 9 para ser alimentado al generador de flujo de agua 4 del conducto rectificador 5 situado en el fondo del agua.
El agua alimentada al generador de flujo de agua 4 a través del tubo de suministro de agua impulsada 6 por acción de la bomba de impulsión de agua 7 penetra en la cámara de impulsión de agua 4e formada en el generador de flujo de agua 4, y es inyectada desde la cámara de impulsión de agua 4e a la parte interna 4a a través de la boca de inyección 4d del lado de salida. El agua es inyectada a alta velocidad a la parte interna 4a a través de la boca de inyección 4d y hacia la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua. El agua inyectada a alta velocidad empuja al agua que se encuentra en el lado aguas abajo de la boca de inyección 4d a alta velocidad hacia la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua.
En este momento, en el lado aguas arriba de la boca de inyección 4d de la parte interna 4a se produce una región de presión negativa a causa del agua inyectada hacia la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua, y dicha región de presión negativa genera una fuerza de succión. Debido a esta fuerza de succión, el agua del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 fluye hacia la parte interna 4a desde la boca de entrada 4c de la parte interna 4a.
El agua es succionada y fluye hasta un punto en el que se forma la boca de inyección 4d de la parte interna 4a, siendo a continuación empujada a alta velocidad hacia la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua por el agua inyectada hacia el lado aguas abajo de la boca de inyección 4d.
Por otra parte, el agua del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 es succionada desde el extremo 2b por el generador de flujo de agua 4, para ser descargada. Por consiguiente, se produce una región de presión negativa en el extremo 2a del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, generándose en el extremo 2a del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 un flujo de succión que succiona el agua del conducto 2, de manera que el agua que contiene algas verde-azuladas fluye hacia el interior del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 desde el extremo 2a, pasa a través del conducto 2 y se desplaza hacia el extremo 2b.
El transmisor de onda ultrasónica 3 instalado en el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 transmite ondas ultrasónicas hacia el interior del conducto 2. Las ondas ultrasónicas transmitidas al interior del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 actúan sobre el agua con contenido de algas verde-azuladas directamente o por reflejo del reflector de onda ultrasónica 2c, en caso que dicho reflector de onda ultrasónica esté montado en la superficie periférica interna del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2.
Si las ondas ultrasónicas actúan sobre el agua que contiene algas verde-azuladas y que se mueve dentro del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, las vacuolas de gas que proporcionan la función de flotabilidad de las algas verde-azuladas que flotan en el agua son destruidas por el impacto de las ondas ultrasónicas. Así, las algas verde-azuladas dejan de flotar, pasan a un estado inactivo y adquieren una condición similar a un estado perecedero, con lo cual las algas verde-azuladas podrán ser procesadas.
Por consiguiente, las algas verde-azuladas que se reproducen en grandes cantidades en el agua estancada son succionadas desde el extremo 2a del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, junto con el agua que contiene algas verde-azuladas. Durante su paso por el conducto 2, son procesadas por las ondas ultrasónicas transmitidas desde el transmisor de onda ultrasónica 3 instalado en el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2. A continuación, las algas verde-azuladas son descargadas desde el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2.
Si el conducto rectificador 5 que incorpora el generador de flujo de agua 4 está instalado en el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, y si el diámetro interno del extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 es mayor que el diámetro externo del conducto rectificador 5, formándose una abertura anular en la periferia externa del conducto rectificador 5, parte del agua que contiene algas verde-azuladas procesadas es descargada en el agua exterior desde el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2; el agua restante con contenido de algas verde-azuladas procesadas fluye hacia el conducto rectificador 5 y el generador de flujo de agua 4, siendo descargada en el agua exterior.
Si el diámetro del conducto rectificador 5 es igual al diámetro del extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 y uno de los extremos del conducto rectificador 5 está conectado al otro extremo del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, el agua que fluye por el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2 penetra en el conducto rectificador 5, fluye por el conducto rectificador 5 y el generador de flujo de agua 4 y es descargada en el agua del exterior. Además, si el generador de flujo de agua 4 está instalado en el conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2, el agua es descargada al agua del exterior desde el extremo 2b del conducto de procesamiento de algas verde-azuladas 2.
El ozono suministrado al generador de flujo de agua 4 a través del tubo de suministro de ozono 9 penetra en la cámara anular de suministro de ozono 8a formada en el generador de flujo de agua 4, siendo succionado e inyectado a la parte interna 4a desde la cámara de suministro de ozono 8a y a través de los orificios de inyección de ozono 8 del lado de salida.
En el punto de la parte interna 4a en el que están formados los orificios de inyección de ozono 8 se produce una región de presión negativa a causa del agua inyectada a través de la boca de inyección 4d. Debido a la fuerza de succión producida por la presión negativa, el ozono es succionado e inyectado desde los orificios de inyección de ozono 8. El ozono succionado e inyectado en la parte interna 4a desde los orificios de inyección de ozono 8 se mezcla con el agua que fluye a alta velocidad dentro de la parte interna 4a, hacia la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua. Esto hace que el ozono adquiera una forma de pequeñas burbujas, muy finas, produciéndose un flujo de agua de aireación de gas ozono menos susceptible de flotar que se convierte en un flujo de descarga inyectado a alta velocidad desde la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua 4.
El ozono se mezcla con el flujo de descarga inyectado a alta velocidad desde la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua. Esta agua con mezcla de ozono fluye por el conducto rectificador 5 instalado en el generador de flujo de agua 4, y es descargada a alta velocidad sobre el lado de la capa de fondo del agua exterior estancada.
Las algas verde-azuladas procesadas se mezclan con el agua de aireación del gas ozono descargada a alta velocidad, con lo cual las algas verde-azuladas procesadas, que constituyen una sustancia orgánica, se descomponen por oxidación a través de la acción oxidante del ozono. Por consiguiente, se puede eliminar la causa por la cual las algas verde-azuladas se acumulan en el fondo del agua en estado de sustancia orgánica, con formación y acumulación de fango.
Además, se evita que el agua con la mezcla de algas verde-azuladas y ozono inyectada a alta velocidad desde la boca de descarga 4b del generador de flujo de agua se disperse por el entorno inmediatamente después de ser inyectada desde el generador de flujo de agua 4, gracias a que pasa a través del conducto rectificador 5. Por otra parte, debido a que las partículas minúsculas menos susceptibles de flotar son inyectadas sustancialmente en línea recta, en la dirección de descarga, se evita una disminución de la fuerza del agua inyectada con la mezcla de algas verde-azuladas y ozono, con lo cual el agua de la mezcla puede ser lanzada a gran distancia y en línea recta. Por consiguiente, el agua con la mezcla de algas verde-azuladas y ozono puede ser enviada a gran distancia sobre el lado de la capa del fondo del agua estancada, de manera que la masa de agua con algas verde-azuladas circulará por las extensiones de agua, potenciándose así el rendimiento del procesamiento de las algas.

Claims (14)

1. Un aparato purificador de agua para purificar un cuerpo de agua por inactivación de algas verde-azuladas, que comprende:
un conducto de procesamiento (2) provisto de un primer extremo abierto (2a) y un segundo extremo abierto (2b), siendo dicho conducto de procesamiento (2) sumergible en dicho cuerpo de agua;
un transmisor (3) de onda ultrasónica dispuesto en dicho conducto de procesamiento (2) para transmitir ondas ultrasónicas a través del agua que fluye por dicho conducto de procesamiento (2), desde dicho primer extremo abierto (2a) hasta dicho segundo extremo abierto (2b), al estar sumergido en el agua;
un conducto rectificador (5) provisto de un primer extremo abierto (5a) y un segundo extremo abierto (5b), estando dispuesto dicho primer extremo abierto (5a) de dicho conducto rectificador (5) en dicho segundo extremo abierto (2b) de dicho conducto de procesamiento (2), y teniendo un área en sección transversal menor que el área en sección transversal de dicho segundo extremo abierto (2b) de dicho conducto de procesamiento (2), de manera que se forma una abertura de descarga en dicho segundo extremo abierto (2b) de dicho conducto de procesamiento (2) en la periferia externa de dicho conducto rectificador (5); y
un generador (4) de flujo de agua dispuesto en dicho conducto rectificador (5) para crear un flujo de agua a través de dicho conducto rectificador (5) y a través de dicho conducto de procesamiento (2).
2. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 1, en el que un reflector de onda ultrasónica (2c) está montado en una superficie periférica interna de dicho conducto de procesamiento (2).
3. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 2, en el que un reflector de onda ultrasónica (2c) tiene una superficie periférica de reflexión irregular.
4. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 1, en el que dicho transmisor de onda ultrasónica (3) comprende un transmisor con forma anular dispuesto a lo largo del eje central de dicho conducto de procesamiento (2), de manera que las ondas ultrasónicas son transmitidas en sentido radial desde dicho transmisor hacia una superficie periférica interna de dicho conducto de procesamiento (2).
5. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que dicho transmisor de onda ultrasónica (3) está dispuesto en una superficie periférica interna de dicho conducto de procesamiento (2), en dicho segundo extremo abierto (2b) del mismo, para transmitir ondas ultrasónicas en ángulo oblicuo hacia dicho primer extremo abierto (2a).
6. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 1, en el que dicho transmisor de onda ultrasónica (3) está dispuesto en dicho segundo extremo abierto (2b) de dicho conducto de procesamiento (2) para transmitir ondas ultrasónicas hacia dicho primer extremo abierto (2a) del mismo.
7. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 1 ó 2, que además comprende una pluralidad de transmisores de onda ultrasónica (3) espaciados en una dirección longitudinal de dicho conducto de procesamiento (2).
8. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho conducto de procesamiento (2) es curvo, de manera que un eje central de dicho primer extremo abierto (2a) es horizontal, y de manera que dicho eje central de dicho segundo extremo abierto (2b) es horizontal y está situado en una posición por debajo de dicho eje central de dicho primer extremo abierto (2a).
9. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho conducto de procesamiento (2) es curvo, de manera que un eje central de dicho primer extremo abierto (2a) es vertical, y de manera que un eje central de dicho segundo extremo abierto (2b) es horizontal y está situado en una posición por debajo de dicho primer extremo abierto (2a).
10. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 1, 8 ó 9, en el que dicho conducto de procesamiento (2) tiene un área en sección transversal que aumenta gradualmente hacia dicho primer extremo abierto (2a).
11. Un aparato purificador de agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que además comprende un medio (8) para mezclar ozono con el agua a descargar desde dicho aparato purificador de agua.
12. Un aparato purificador de agua según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho generador de flujo de agua (4) incluye un mecanismo (8, 8a) de aireación de gas ozono.
13. Un procedimiento para inactivar las algas verde-azuladas de un cuerpo de agua usando el aparato purificador de agua definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, y que comprende las siguientes etapas:
producir un flujo de agua que contiene algas verde-azuladas en el cuerpo de agua a través del conducto de procesamiento (2) del aparato purificador de agua;
tratar el agua mediante transmisión de ondas ultrasónicas al flujo de agua durante su paso a través del conducto de procesamiento (2) con objeto de destruir las vacuolas de gas de las células de las algas verde-azuladas que realizan la función de control de flotabilidad de las células de las algas verde-azuladas; y
descargar el agua así tratada, junto con las algas verde-azuladas, en el cuerpo de agua.
14. Un procedimiento según la reivindicación 13, que además comprende una etapa que consiste en mezclar el gas ozono con el agua que está siendo descargada desde el conducto de procesamiento (2).
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