ES2243036T3 - Reactor para el tratamiento de liquidos. - Google Patents

Reactor para el tratamiento de liquidos.

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ES2243036T3 ES99308149T ES99308149T ES2243036T3 ES 2243036 T3 ES2243036 T3 ES 2243036T3 ES 99308149 T ES99308149 T ES 99308149T ES 99308149 T ES99308149 T ES 99308149T ES 2243036 T3 ES2243036 T3 ES 2243036T3
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Abstract

Un reactor para eliminar impurezas mediante mecanismos electroquímicos de líquidos, así como soluciones acuosas; y en la que el líquido se pasa a través de unas series de electrodos de reacción en forma de placas eléctricamente aisladas una de otra con una velocidad del líquido sobre un mínimo para prevenir la disociación en gases constituyentes, pero suficiente para asegurar la interacción con una corriente eléctrica que pasa a través de los electrodos en forma de placas. El último tiene forma corrugada y/o sus superficies proporcionadas con modelos de desahogo estampados para aumentar el efecto electroquímico entre los electrodos. El reactor consta de unas unidades interconectadas más (A,B,C,D,) con un mecanismo (8) de válvula de series de electrodos en forma de placa (1,2) y agujeros (5,6) en las placas para redirigir el flujo de líquido dentro y a través de las series de electrodos de reacción (1, 2). Un sistema de control consta de un número de sensores (9, 10, 11) a la entrada del líquido (3) del reactor para medir la conductividad del líquido tratado, los contenidos orgánicos del líquido y el mecanismo del flujo del líquido (9'', 10'', 11'') para transferir las medidas a un procesador (7) para posterior tratamiento, y mecanismos (13, 14, 15) para transferir los comandos de salida del procesador (7) a los mecanismos de válvula (8) para redirigir el flujo de líquido y para activar o desactivar las unidades o unidad de electrodos (A,B,C,D) dependiendo de los parámetros medidos.

Description

Reactor para el tratamiento de líquidos.
La invención se refiere a un reactor para el tratamiento de líquidos con el fin de eliminar impurezas por medios electroquímicos.
Los líquidos tales como las aguas residuales se han venido depurando tradicionalmente mediante tratamientos químicos y biológicos y sedimentación. Se realiza una oxidación en aparatos aireadores, y los microorganismos se tratan con sales nutrientes así como con iones de metales pesados. Estos procedimientos no son difíciles de realizar, pero requieren grandes instalaciones y un tiempo de proceso considerable. Por lo tanto, frecuentemente son realizados en aguas residuales y no en aguas potables bombeadas para el consumo o en aguas superficiales. En el caso de las aguas residuales, se ha convertido en una práctica normal realizar un filtrado con una membrana, por ejemplo en forma de ósmosis inversa para la eliminación de sales, y por micro-filtrado para la eliminación de micro-organismos. Algunas veces se utiliza la cloración, las radiaciones UV y la ozonificación. Dichas instalaciones son sin embargo muy complejas y sus presiones de trabajo deben ser elevadas lo que impone fuertes exigencias a las bombas necesarias. Hasta ahora, las instalaciones de depuración conocidas normalmente se construyen según la eliminación de unas determinadas impurezas, y las modificaciones para realizar de forma óptima la eliminación de otras impurezas que puedan aparecer son complejas y requieren mucho tiempo.
Hoy en día, las empresas productoras deben pagar por la contaminación de sus efluentes, lo cual representa a menudo un gasto considerable en el funcionamiento productivo e implica la instalación de grandes instalaciones de depuración en el interior de la planta productiva en cuestión con sus correspondientes costes.
Por tanto, hasta ahora existe una necesidad insatisfecha de disponer de un aparato o un reactor que sea fácilmente adaptable a las cambiantes necesidades de depuración y que no precise de grandes instalaciones o presiones de funcionamiento muy elevadas.
Es sabido que los procedimientos electroquímicos pueden tener un efecto biocida en el contenido en bacterias en un líquido tratado debido a la corriente eléctrica. Asimismo, es bien conocido cómo producir una estimulación mecánica catalítica y magnética de los procedimientos de oxidación/reducción de substancias orgánicas en las aguas residuales. Con la utilización de un reactor con una acción electroquímica heterogénea, se pueden resolver los problemas mencionados anteriormente. Sin embargo, los equipos actuales disponibles para procedimientos electroquímicos han sido diseñados para la síntesis de compuestos orgánicos u organometálicos y no son muy adecuados para tratar grandes volúmenes de caudales de líquidos, tales como aguas residuales. Una mera reconfiguración de los equipos de los tipos conocidos para conseguir este objetivo no ha demostrado hasta ahora resultar económica.
Por consiguiente, un objetivo de la invención es proporcionar un aparato o reactor que sea adecuado para los procedimientos de depuración previstos y que resulte adaptable a una amplia gama de caudales y de parámetros de los efluentes, y con el que sea sencillo proporcionar funcionalidades específicas adicionales a las instalaciones depuradoras existentes.
Este objetivo se consigue mediante un reactor según la invención en un proceso en el que el líquido, tal como una solución acuosa, circula entre una serie de electrodos de reacción que presentan forma de placas onduladas, con una velocidad volumétrica superior a un mínimo para evitar su disociación en los gases que lo constituyen, pero suficiente para garantizar la interacción con una corriente eléctrica que circula entre los electrodos de reacción que están eléctricamente aislados entre sí, presentando el reactor la particularidad de que comprende por lo menos una, y preferiblemente más, unidades interconectadas con una serie de electrodos en forma de placa, con unos medios de válvula y orificios en las placas para redirigir el caudal de líquido hacia el interior y a través de la serie de electrodos de reacción, y un sistema electrónico automático de control que comprende un cierto número de sensores en la entrada del líquido del reactor para medir la conductividad del líquido tratado, el contenido en materias orgánicas del líquido y el caudal (volumétrico) del líquido, unos medios para transmitir las mediciones a un procesador para un tratamiento posterior, y unos medios para transmitir las órdenes de salida desde el procesador a los medios de válvula para redirigir el caudal líquido y para activar o desactivar la unidad o unidades de electrodos dependiendo de los parámetros medidos.
Para permitir unos cambios simples, rápidos y eficientes en el caudal que circula, cuando se utilizan placas de electrodos normalizadas, una forma de realización preferida de la invención presenta la particularidad de que el aislamiento eléctrico entre las placas está conformado como unas juntas de estanqueidad de sellado del líquido que actúan como colectores y controladores del flujo. Otra forma de realización presenta la particularidad de que el procesador comprende asimismo medios para regular la densidad de la corriente eléctrica que circula entre las placas.
Otra forma de realización ventajosa presenta la particularidad de que, por lo menos, algunas de las superficies de los electrodos están recubiertas con capas de compuestos catalíticos que comprenden metales puros.
En otra forma de realización ventajosa, las placas de proceso electroquímico están intercaladas entre las placas de un intercambiador de calor para conseguir un mejor control de la temperatura del proceso y para recuperar calor del líquido tratado.
Todavía otra forma de realización ventajosa, comprende la colocación de membranas de separación entre una o varias parejas de electrodos.
En otra forma de realización ventajosa, unos electroimanes especialmente conformados están conectados con algunos de los electrodos en forma de placa para crear un campo magnético en el espacio comprendido entre una pareja de electrodos y estimular de esta forma el proceso entre las placas.
En otra forma de realización ventajosa, se montan unos dispositivos actuadores electrónicos en los colectores de las unidades individuales para estimular de una manera similar el proceso entre las placas de la unidad en cuestión, incrementando de este modo el rendimiento del proceso. Se forman gases, debido a la reacción electroquímica entre los electrodos, y si se permite que los gases se acumulen, la acumulación puede llegar a ser muy grande con el resultado de que los gases generados para trabajar en el proceso quedan disueltos en la solución. Utilizando ultrasonidos se estimula que las burbujas de gas se expansionen y a continuación se condensen, con lo que los gases son devueltos a la solución. A este respecto, una ventaja adicional es un efecto limpiador sobre los electrodos durante el proceso.
Todas las formas de realización mencionadas anteriormente, permiten la inclusión del reactor en las instalaciones existentes de intercambiadores de calor de los sistemas de depuración de aguas residuales con el fin de pre-procesar los efluentes antes de que sean conducidos a los sistemas de alcantarillado, y debido a sus reducidas dimensiones exteriores y a sus sencillos principios constructivos, el reactor proporciona así unos nuevos medios sorprendentes para la depuración de efluentes.
A continuación se describirá la invención de formas más completa haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 ilustra de forma esquemática la formación de una unidad de electrodos en forma de placas para la reacción electroquímica, con una entrada del líquido por la parte inferior y una salida de líquido por la parte superior;
la figura 2 ilustra un par de electrodos conformados en forma de placa, vistos respectivamente desde la parte posterior y desde la parte frontal;
la figura 3 ilustra de forma esquemática la posición relativa de las dos placas catódicas de encima y de debajo, con una placa anódica entre ellas, siendo las tres placas onduladas, y los correspondientes pasos para el proceso entre las placas;
la figura 4 ilustra una sección transversal de la colocación de las juntas de sellado del líquido y de aislamiento eléctrico entre las placas;
la figura 5 ilustra en forma de diagrama y parcialmente mediante una vista explosionada, un reactor según la invención que comprende cuatro unidades interconectadas, cada una de ellas con un cierto número de electrodos en forma de chapa, unos medios de válvula y un procesador para el control automático del reactor;
la figura 6 ilustra en forma de diagrama y en sección transversal dos ejemplos del posicionado de los medios de válvula;
la figura 7 ilustra de forma esquemática la formación de las placas de electrodos en una unidad con placas intercaladas de un intercambiador de calor;
la figura 8 ilustra de forma esquemática el posicionado de membranas entre las placas de los electrodos en una unidad;
la figura 9 ilustra de forma esquemática la colocación de un electroimán en la placa de un electrodo; y
la figura 10 ilustra asimismo de forma esquemática un dispositivo de ultrasonidos y su colocación en un paso de líquido en una unidad.
En la figura 1 se ilustra el principio de la formación de una unidad del reactor según la invención, comprendiendo la unidad un cierto número de electrodos en forma de placa en forma de cátodos 1 con ánodos 2 entre los cátodos, una entrada de líquido 3 por la parte inferior y una salida de líquido 4 por la parte superior. A partir de la figura puede apreciarse que la formación de la unidad es muy similar a la construcción tradicional de un intercambiador de calor de placas, con la diferencia sin embargo, de que las placas de electrodos de la unidad están dispuestas ventajosamente de forma horizontal, contrariamente a las placas del intercambiador de calor, que muy a menudo están colocadas verticalmente. Esta colocación horizontal de las placas de electrodos con la entrada de líquido 3 por la parte inferior y la salida de líquido 4 por la parte superior se debe a que se debe permitir el paso a las burbujas de aire que se encuentran en el líquido tratado en el interior del reactor a través del sistema, de una manera "natural" en vez de entorpecer el proceso de depuración. Unos tirantes (no representados) mantienen la pila de placas unida entre las placas extremas para formar la unidad, de la misma manera como en la construcción de un intercambiador de calor de placas.
En la figura 2 se representan dos placas de electrodo consecutivas 1 (superficie inferior) y 2 (superficie superior). Normalmente, las placas presentan unos orificios 5, 6 cerca de cada esquina. Con las placas montadas en una pila, los orificios equivalen a un paso longitudinal para el caudal a través de la pila o de la unidad, y de una longitud igual a la altura de la pila. Cerca de la periferia de cada placa 1, 2 y alrededor de los orificios 6 hay una ranura 20 en la superficie superior de la placa para alojar una junta 19 de estanqueidad del líquido y de aislamiento eléctrico (véase la figura 4), y el borde correspondiente 20a en la superficie inferior de la placa. Al apilar las placas para formar una unidad y apretarla, los tirantes doblan las juntas 19 en las ranuras 20 y las comprimen contra los bordes elevados 20a de las superficies inferiores de las placas inmediatamente por encima, quedando comprimidas para formar una junta estanca a los líquidos. Esta construcción garantiza asimismo que se evite el efecto de borde (concentración de energía eléctrica) asociado a las placas de electrodos en un electrolito, porque el líquido queda encerrado en el interior de las juntas exteriores y de esta manera se elimina una fuente indeseada de actividad del proceso.
Normalmente, las placas presentan unos orificios 5, 6 cerca de cada esquina. Una pila de orificios representa un paso longitudinal para el caudal de una longitud igual a la altura de la pila, lo que permite el acceso a cada espacio entre las placas adyacentes 1, 2. No obstante, si una junta 19 rodea un orificio 5, queda bloqueado el acceso desde el paso del caudal en el espacio alrededor de la junta, y el caudal en este determinado paso del caudal se desvía del espacio. El paso para el caudal formado por los orificios 5 bloqueados por la junta actúa ahora como un colector. En la figura 2, un caudal líquido en el espacio entre las placas 1 y 2 del electrodo está por consiguiente completamente determinado por los orificios de acceso 6 que actúan como fuente o desagüe o viceversa.
En la figura 3 se representan de forma esquemática las placas 1, 2 que están preferentemente onduladas para incrementar la turbulencia que produce un constante y mejor mezclado de la masa líquida mientras circula entre las placas. La superficie de las placas puede asimismo estar dotada de configuraciones salientes en relieve. Esta forma de realización de las placas hace que la masa de líquido que circula sea continuamente agitada en las "nubes" de electrones, radicales e iones disueltos vinculados a los respectivos electrodos. Por otra parte, mediante esta forma de realización de las placas aumenta el área activa de proceso de cada placa 1, 2. Asimismo aparece en esta figura que la serie de electrodos en forma de placa comprende cátodos 1 y ánodos 2 montados de forma alternativa, estando cada placa conectada a una fuente de alimentación eléctrica (no representada).
La figura 4 ilustra de forma esquemática y a una escala ampliada una sección transversal de la conexión de las juntas de sellado 19 en las respectivas placas 1, 2. Las juntas 19 están adheridas en posición en las ranuras 20 de las placas 1, 2 antes de montar una pila de placas. Por tanto, cuando se monta la pila apretando los tirantes de la pila o unidad, la parte superior de cada junta 19 se apoya contra el borde 20a de la superficie posterior de la placa anterior y queda fijada por la compresión originada por el apretado.
La figura 5 ilustra mediante un diagrama, y parcialmente con una vista explosionada, una forma de realización preferida del reactor según la invención, comprendiendo el reactor cuatro unidades o pilas interconectadas A, B, C, D de electrodos en forma de placa, 1, 2 montados de forma alternativa por parejas de cátodos 1 y ánodos 2, una entrada 3 de líquido al reactor, una salida 18 de líquido del reactor, presentando cada unidad A, B, C, D unos pasos 6 para el caudal de líquido con acceso a los espacios entre las placas y los pasos bloqueados 5 para el caudal de líquido, que actúan como colectores para desviar el líquido a través de las respectivas unidades. Las placas de los electrodos están provistas de conexiones 16, 17 a una fuente de energía eléctrica no representada. Inmediatamente debajo de cada unidad están montados unos medios de válvula 8 de una construcción conocida, controlados automáticamente para dirigir y redirigir los caudales a través de las unidades A, B, C, D. El reactor comprende además un procesador 7 conectado por los medios 9', 10', 11' a los sensores 9, 10, 11 montados en la entrada 3 del reactor para medir la conductividad del líquido alimentado al reactor, los contenidos en materia orgánica del líquido y el caudal (en volumen) del líquido. A continuación del tratamiento de datos de los parámetros medidos en el procesador 7, los datos de salida son enviados a través de los medios 12, 13, 14, 15 como órdenes del procesador a los medios de válvula 8 para dirigir y/o redirigir el caudal de líquido a través de las unidades A, B, C, D, dependiendo de los parámetros medidos.
El procesador 7 puede incluir medios (no representados) para la regulación de la corriente eléctrica que pasa entre los pares de electrodos.
Las superficies de los electrodos pueden estar recubiertas con diversos tipos de compuestos catalíticos, comprendiendo metales puros según las substancias que se desean eliminar de los efluentes. Como materiales de recubrimiento apropiados pueden utilizarse capas delgadas de acero inoxidable, grafito, platino y dióxido de plomo.
La figura 6 ilustra a través de diagramas simplificados el principio de los medios de válvula en el interior de una pila o unidad A, B, C, D de las placas de electrodos 1, 2 (comparar con la figura 5). Tal como se indica en la parte derecha de las figuras 6a y 6b, las placas 1, 2 son cátodos (-) y ánodos (+). Las juntas 19 de sellado y de aislamiento aparecen en los extremos de las placas 1, 2 y evitan que el líquido fluya alrededor de los extremos de las placas. Las válvulas 18a-18h están montadas en los pasos 6 del líquido que dan acceso al líquido en los espacios entre las placas. Las válvulas 18a-18h están controladas por medios mecánicos, eléctricos o hidráulicos de una forma conocida mediante el cuerpo de válvulas 8 inmediatamente debajo de cada unidad A, B, C, D, recibiendo el cuerpo 8 las órdenes electrónicas del procesador 7 (comparar con la figura 5). Se muestran dos posiciones diferentes de las válvulas. En la figura 6a el líquido entra a través de la entrada 3 y circula a través del paso 6 a través de toda la altura de la pila. Como el paso izquierdo está bloqueado en la parte superior por la válvula 18a y como el paso paralelo 6 de la parte derecha de la figura está bloqueado en la parte inferior por la válvula 18h y las restantes válvulas 18b-18g están todas ellas abiertas, la masa total del líquido se desplaza horizontalmente desde el paso 6 izquierdo hasta el paso 6 derecho y sale a través de la salida 4 por encima del paso derecho 6. La unidad presenta el caudal de líquido total, pero una determinada cantidad de líquido pasa solamente una vez entre un par de cátodos/ánodos.
En la figura 6b, todas las válvulas 18b-18h están cerradas y solamente una válvula 18a en el paso izquierdo 6 está abierta. Por lo tanto, el caudal líquido que entra por cada entrada 3 está siendo constantemente redirigido por las válvulas durante su paso por la unidad, de manera que una determinada cantidad de líquido pasa seis veces entre las parejas de cátodo/ánodo 1, 2. El efecto tratante de esta unidad es aquí por consiguiente seis veces mayor que el efecto tratante del ejemplo anterior, pero el caudal es inversamente proporcional.
La figura 7 muestra una pila de placas de electrodos con cátodos 1, 1a, 1b, 1c, 1d que se alternan con ánodos 2, 2a, 2b, 2c, 2d, en los que las placas del intercambiador de calor 21 y 21a están intercaladas entre las parejas de electrodos 2a-1b y 2b-1c respectivamente, para obtener según la invención un mejor control de la temperatura del proceso entre las placas y para recuperar calor del proceso para su utilización posterior en la planta de la que forma parte el reactor.
La figura 8 muestra una pila de electrodos 1, 2 en la que las membranas 22 están dispuestas entre las parejas de electrodos. Como membranas, pueden utilizarse membranas semipermeables conocidas por sí mismas para la separación de moléculas e iones en forma líquida o como gases en el proceso. Este último, en muchos casos liberará gases, pudiendo eliminarse los gases producidos mediante la creación de un vacío producido por encima de una membrana conectada a un electrodo determinado. Pueden usarse asimismo membranas para permitir únicamente el transporte de electrones y de iones específicos por el espacio comprendido entre un par de electrodos, según algún requisito especial del proceso de depuración.
La figura 9 muestra una configuración del electrodo 1 adaptado para la estimulación magnética del proceso que tiene lugar en cualquiera de los lados del electrodo. Las piezas polares 23, 24 de un material eléctricamente conductor, tal como las chapas del circuito magnético de un transformador y los correspondientes devanados (no representados), forman un electroimán dispuesto en los extremos de la placa de electrodo 1 fabricada en un material magnético tal como determinados tipos de acero inoxidable. Cuando se activa el electroimán 23, 24 de una forma conocida, se crea un campo magnético en el espacio del proceso entre una pareja de electrodos y se estimula el proceso de la reacción.
La figura 10 muestra un dispositivo ultrasónico para la estimulación ultrasónica de los procedimientos en el interior de una unidad de un reactor A, B, C, D. Con el número 26 se indica el paso longitudinal para el caudal, formado por los orificios 6 (comparar con la figura 5) a través de una pila de placas de electrodo o de la unidad y con acceso a los espacios entre las parejas de electrodos. El paso para el caudal dispone de una tubería de entrada 27 y una de salida 28 para la alimentación o el desagüe del líquido tratado. Un transductor de ultrasonidos 25 montado sobre una varilla 29 está dispuesto en el paso longitudinal del caudal, correspondiendo la longitud de la varilla 29 a la altura de la pila en la que debe producirse la estimulación deseada. Al activar el transductor 25 se difunden los ultrasonidos debido a las escasas pérdidas y a la elevada velocidad del sonido en los líquidos tratados durante el paso del caudal 26 y desde este último al exterior a los espacios de reacción entre los electrodos, estimulando de esta manera el proceso en estos espacios. El dispositivo de ultrasonidos en forma de varilla 25, 29 es de un tamaño que permite el paso del líquido por las tuberías 26, 27, 28 incluso con el dispositivo en posición montada.
A continuación se facilita un ejemplo sencillo del funcionamiento del reactor según la invención, haciendo referencia especialmente a la figura 5. Dado que las cuatro unidades A, B, C, D son de igual tamaño y que cada una de ellas contiene 13 espacios de reacción del electrodo, por cada espacio circulan 400 ml/h de líquido tratado, el caudal a través de cada unidad es de 5,2 l/h y en consecuencia el caudal a través de las cuatro unidades es de 20,8 l/h en caso de que las cuatro unidades trabajen en paralelo y con la misma dirección del flujo. Esto da un caudal máximo y un mínimo efecto físico. Si el líquido pasa en caudales paralelos y en la misma dirección a través de las dos unidades inferiores A, B y a continuación es redirigido para pasar todavía en flujos paralelos pero en sentido opuesto a través de las dos unidades superiores C, D, la masa líquida que pasa queda reducida a la mitad, es decir 10,4 l/h, pero el efecto se duplica. En consecuencia, en la unidad hay dos flujos en serie y dos en paralelo.
Si el caudal de líquido pasa consecutivamente y en paralelo a través de las cuatro unidades conectadas en serie y es redirigido al pasar de una unidad a la siguiente, lo que significa que el caudal pasa en la misma dirección a través de las unidades A y C y en dirección opuesta a través de las unidades B y D, el caudal del reactor será el mínimo, es decir, el de una sola unidad de 5,2 l/h pero como el flujo pasa cuatro veces por espacios idénticos, el efecto correspondiente será el máximo.
Además de la regulación del efecto debida al caudal, se varía la regulación de la densidad de la corriente eléctrica hasta el nivel deseado mediante el procesador. Si el caudal físico del líquido alimentado al reactor se reduce, y de esta forma requiere menos procesado sin cambiar el efecto deseado, el volumen de líquido puede ser simplemente reducido al nivel deseado haciendo salir el líquido tratado a través de salidas (no representadas) en los medios de válvula correspondientes a la masa líquida.
A partir de la exposición anterior se entenderá que el reactor según la invención representa un aparato extremadamente versátil basado en principios básicos que, sin necesidad de experimentación, es adaptable a cualquier proceso de depuración de líquidos.

Claims (9)

1. Reactor para la eliminación de impurezas de líquidos por medios electroquímicos, tales como soluciones acuosas, y en el que el líquido circula a través de una serie de electrodos de reacción en forma de placa, eléctricamente aislados entre sí, con una velocidad del líquido superior a un mínimo para evitar la disociación en los gases constituyentes, pero suficiente para garantizar una interacción con una corriente eléctrica que pasa entre los electrodos en forma de placa, presentando estos últimos forma ondulada y/o estando provistas sus superficies de una configuración saliente en relieve para incrementar el efecto electroquímico entre los electrodos, comprendiendo el reactor una o más unidades interconectadas (A, B, C, D) con una serie de electrodos en forma de placa (1, 2), unos medios de válvula (8) y unos orificios (5, 6) en las placas, para redirigir el caudal de líquido hacia y a través de la serie de electrodos de reacción (1, 2) y un sistema de control que consta de un cierto número de sensores (9, 10, 11) en la entrada (3) del líquido del reactor para medir la conductividad del líquido alimentado al reactor, el contenido en materias orgánicas del líquido y el caudal de los medios líquidos (9', 10', 11') para transmitir las mediciones a un procesador (7) para un tratamiento adicional de los datos, unos medios (13, 14, 15) para transmitir las órdenes de salida del procesador (7) a los medios de válvula (8) para redirigir el caudal de líquido y para activar o desactivar la unidad o unidades de electrodos (A, B, C, D) en función de los parámetros medidos.
2. Reactor según la reivindicación 1, en el que la serie de electrodos de reacción en forma de placa comprenden unas placas de proceso electrolítico de ánodos (1) y cátodos (2) montadas de forma alternativa, conectada cada una de ellas (16, 17) a una fuente de energía eléctrica.
3. Reactor según la reivindicación 1 ó 2, en el que el aislamiento eléctrico entre las placas de electrodo adyacentes (1, 2) comprende unas juntas de aislamiento eléctrico y de estanqueidad al líquido (19) montadas en unas ranuras (20) a lo largo del perímetro de los electrodos en forma de placa (1, 2) y en la parte redonda de los orificios (5) en los mismos y conformadas de tal modo que las juntas (19) actúan como colectores y controladores del caudal del líquido que pasa a través de la serie de electrodos (1, 2).
4. Reactor según la reivindicación 1, en el que el procesador (7) comprende asimismo medios para regular la densidad de la corriente eléctrica que circula entre los electrodos de reacción (1, 2).
5. Reactor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que por lo menos algunas de las superficies de las placas de proceso electrolítico (1, 2) están recubiertas con compuestos catalíticos que incluyen metales puros.
6. Reactor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, ó 5, en el que las placas de proceso electrolítico (1, 2) están intercaladas entre placas de un intercambiador de calor (21) para la recuperación del calor del líquido tratado.
7. Reactor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que unas membranas de separación (22) para separar las moléculas e iones en forma líquida o gaseosa del líquido tratado, están montadas entre los pares de electrodos interactivos (1, 2).
8. Reactor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que en un cierto número de placas de proceso electrolítico (1, 2) están montados unos dispositivos electromagnéticos (23, 24), estando realizadas en un material magnético para crear un campo magnético alrededor de una placa de proceso para estimular que el proceso de reacción tenga lugar en cualquiera de los lados de la placa (1, 2).
9. Reactor según la reivindicación 1 ó 2, en el que en el paso longitudinal del líquido (26), a través de una serie de placas (1, 2) de proceso electrolítico, está montado un dispositivo ultrasónico (25, 29) para generar ultrasonidos en el paso longitudinal (26) para la estimulación del proceso de reacción entre las placas de las series.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK200000274U3 (da) * 2000-09-12 2000-12-22 Adept Technologies As Kompakt vandkonditioneringsapparat.
MXPA00011935A (es) * 2000-11-30 2002-06-10 Arturo Carrasco Breton Celdas y electrodos novedosos para su uso en el tratamiento de aguas residuales por electrocoagulacion.
US6951616B2 (en) * 2001-12-11 2005-10-04 Ultra Technology Europe Ab Method for treating a medium with ultrasonic transducers
US6936081B2 (en) * 2001-12-17 2005-08-30 Hydrogenics Corporation Chemical hydride hydrogen reactor and generation system
CN2562869Y (zh) * 2002-08-09 2003-07-30 李化民 液体催化机
US6972077B2 (en) * 2003-05-28 2005-12-06 Tipton Gary A Cells and electrodes for electrocoagulation treatment of wastewater
US7261823B2 (en) * 2003-06-27 2007-08-28 Ultra Technology Europe Ab Ultrasonic transducer system
WO2006090785A1 (ja) * 2005-02-23 2006-08-31 Daikin Industries, Ltd. 燃料電池用めっき部材並びにその製造方法及び製造装置
KR100581843B1 (ko) * 2005-05-09 2006-05-22 대원열판(주) 판형열교환기의 전열판과 가스켓의 결합구조
EP1741675A1 (en) 2005-07-05 2007-01-10 Adept Water Technologies A/S Water treatment method and apparatus
RU2319670C1 (ru) * 2006-05-31 2008-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "ДОРЭКСПЕРТ" Способ очистки сточных вод
DE102008041164B4 (de) * 2008-08-11 2011-01-13 Werthmann, Christine, Dr. Verfahren zur Aufbereitung von Wasser
US20120097550A1 (en) * 2010-10-21 2012-04-26 Lockhart Michael D Methods for enhancing water electrolysis
US10676830B2 (en) * 2011-05-23 2020-06-09 Advanced Combustion Technologies, Inc. Combustible fuel and apparatus and process for creating the same
JP6333259B2 (ja) * 2012-09-07 2018-05-30 ギャミコン.ピー.ティー.ワイ.エル.ティー.ディーGamikon Pty Ltd 電気分解装置
US11046596B2 (en) 2012-10-25 2021-06-29 Hydrus Technology Pty. Ltd. Electrochemical liquid treatment apparatus
WO2015176137A1 (en) 2014-05-23 2015-11-26 Hydrus Technology Pty. Ltd. Electrochemical treatment methods
US11046595B2 (en) 2014-05-23 2021-06-29 Hydrus Technology Pty. Ltd. Electrochemical treatment methods
GR1009403B (el) * 2017-10-03 2018-11-19 Θεοδωρος Ευσταθιου Καραβασιλης Κυτταρο ηλεκτρολυσης
CN109761317A (zh) * 2019-03-24 2019-05-17 杭州睿清环保科技有限公司 一种磁约束电化学反应器
WO2023280678A1 (en) * 2021-07-08 2023-01-12 thyssenkrupp nucera AG & Co. KGaA Electrolyzer with multi-cell elements
DE102021126417A1 (de) 2021-10-12 2023-04-13 Four-E Holding GMBH Modularer Reaktor zur Aufbereitung von Ab- und/oder Prozesswasser
WO2023133384A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-13 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V Devices, systems and methods for fluid treatment
DE102023123611A1 (de) * 2023-09-01 2025-03-06 Schneider Gmbh & Co. Kg Elektrodenanordnung für eine elektro-chemische Behandlung von Flüssigkeiten
DE102023129810A1 (de) * 2023-10-27 2025-04-30 Romulus Forschungs- & Entwicklungs GmbH Membranloser Elektrolyseur

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1268182A (en) * 1968-04-03 1972-03-22 Ici Ltd Electrolytic cell
NL141790B (nl) * 1968-08-23 1955-06-15 Petrolite Corp Elektrische behandelingsinrichting voor het verwijderen van gedispergeerd materiaal uit minerale olie.
US4057482A (en) * 1972-06-16 1977-11-08 Candor James T Apparatus for removing liquid from liquid bearing material
CA1016495A (en) * 1973-01-02 1977-08-30 Clare J. Beingessner Electro-oxidizing cyanide waste and conveying gas-liquid mixture along confined path
JPS5623287A (en) 1979-07-31 1981-03-05 Asahi Chem Ind Co Ltd Filter press type electrolytic cell
EP0109789B1 (en) * 1982-11-19 1987-09-09 Imperial Chemical Industries Plc Electrolytic cell
SE451855B (sv) 1983-06-17 1987-11-02 Svenska Utvecklings Ab Elektrodkammarenhet avsedd att anvendas i en elektrokemisk cell med poros genomstromningselektrod, elektrokemisk cell, forfarande for framstellning av den elektrokemiska cellen samt anvendning derav for rening av vatten
GB2238059A (en) 1989-11-17 1991-05-22 Command International Inc Electrolytic gas generating apparatus for producing a combustible mixture of hydrogen and oxygen by electrolysis of water for particular use in gas welding
RU2042640C1 (ru) 1992-06-24 1995-08-27 Волгоградский Политехнический Институт Устройство для обеззараживания воды
FR2717459B1 (fr) 1994-03-16 1996-04-12 Commissariat Energie Atomique Procédé et installation de destruction de solutes organiques, en particulier d'agents complexants, présents dans une solution aqueuse telle qu'un effluent radioactif.
AUPM498394A0 (en) * 1994-04-12 1994-05-05 Berrett Pty Ltd Electrolytic water treatment
US5611907A (en) * 1994-04-18 1997-03-18 Global Water Industries, Inc. Electrolytic treatment device and method for using same
US5858201A (en) * 1994-07-29 1999-01-12 Toto, Ltd. Strong acid sterilizing liquid containing hypochlorous acid at a low concentration, method and apparatus for generating same, and apparatus for generating and dispensing same
US5741426A (en) * 1995-12-05 1998-04-21 Mccabe; Derald L. Method for treatment of contaminated water
US6238546B1 (en) * 1996-10-23 2001-05-29 Louis H. Knieper Electrochemical treatment of effluent water
US5891315A (en) * 1996-12-06 1999-04-06 Analytic Systems Laboratories, Inc. Filter system for removal of particles from hydrocarbonfluids
DE29705917U1 (de) * 1997-04-03 1997-06-05 Shyu, Wen-Shing, Taichung Elektrolytische Magnetisierungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
ATE296263T1 (de) 2005-06-15
US20020029976A1 (en) 2002-03-14
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