ES2924577B2 - Medios y procedimiento de oxigenacion y ozonificacion de aguas confinadas - Google Patents
Medios y procedimiento de oxigenacion y ozonificacion de aguas confinadasInfo
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Description
DESCRIPCIÓN
MEDIOS Y PROCEDIMIENTO DE OXIGENACIÓN Y OZONIFICACIÓN DE AGUAS
CONFINADAS
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a medios y procedimiento de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas, por tanto, tiene como objeto incorporar al agua a tratar, una combinación de ozono y oxígeno suficiente, que trate el agua de forma que elimine o reduzca al mínimo especies invasoras y oxidación de substancias tóxicas persistentes y disruptores endocrinos, presentes en las aguas que se acumulan en las balsas o embalses de riego y abastecimiento, aguas y balsas de purines ganaderos.
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se encuadra en la industria de la limpieza y salubridad de aguas confinadas y en la industria auxiliar de fabricación y aplicación de oxígeno y ozono para limpieza y oxigenación, no siendo estos sectores limitadores para cualquier otro sector en el que pudiera ser de utilidad.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Es de todos conocida la existencia en aguas confinadas de especies invasoras, como mejillón cebra, almeja asiática, briozoos y cianobacterias, así como la oxidación de substancias tóxicas persistentes y disruptores endocrinos presentes en todo tipo de aguas continentales que se acumulan en las balsas o embalses de riego y abastecimiento, aguas y balsas de purines ganaderos, de tal forma que provocan daños en tuberías de distribución, filtros y rejillas de las balsas, filtros y válvulas intermedios del riesgo, aspersores y sus complementos y otros, y que además, repercuten negativamente en la calidad del producto regado con dichas aguas (trazas de productos químicos, bacterias, la fruta...), que se incorporan en la cadena alimenticia para personas o animales, reducen la cantidad de agua disponible para el riego y conllevan la necesidad de incrementar equipos de presión para una correcta distribución, problemas en la gestión y distribución del agua disponible, al reducirse el volumen embalsado por los depósitos no deseados, generando una cantidad de residuos, principalmente, fango orgánico altamente contaminado con compuestos químicos, lo que hace que hayan de ser tratados por empresas gestoras especializada en purines con niveles elevados de contaminantes: E. Coli, Nitratos, Amoniacos, etc., que posteriormente, al ser utilizados en riego o vertidos al cauce, provocan contaminaciones de las aguas potables o los productos consumidos, por personas o animales ya que generalmente se utilizan los purines para el riego de las plantaciones, con las que se alimenta el ganado.
Hasta el momento no existe ningún tratamiento tan eficaz y definitivo como el que propugna la presente invención.
El inventor conoce la existencia de algunas invenciones relacionadas como estado de la técnica anterior, entre ellas las siguientes.
- Patente USA, US632530 de 04.08.2 000, por "Aparato y procedimiento para oxigenar aguas residuales”.
Estudiado el expediente se aprecian importantes diferencias entre ambos, la primera y más importante es que se trata exclusivamente de utilizar oxígeno (O2) y ni se menciona el ozono (O2) además el procedimiento es distinto ya que no contempla la limpieza en profundidad.
- Patente USA US 966038 de fecha de prioridad 24.08.2007, por "Método de tratamiento de aguas residuales por medio de lodos activados con niveles de oxígeno altos” .
Estudiado el expediente se aprecian importantes diferencias entre ambos, la primera y más importante es que se trata exclusivamente de utilizar oxígeno (O2) y ni se menciona el ozono (O2) además el procedimiento es distinto ya que el tratamiento se realiza mezclado lodos con oxígeno y reiterando el procedimiento varias veces. Efectivamente no parece obstáculo para la concesión como patente de la invención preconizada.
Los problemas citados y sus derivados son los que remedia la invención preconizada por medio de una suma de oxigenación y ozonificación de las aguas contaminadas, teniendo en cuenta que el uso del ozono en este tipo de instalaciones o como complemento a otras tecnologías (oxigenación del agua), generaría la reducción de dichos daños y compuestos y, por tanto, un conjunto de beneficios extraordinarios de mejora del agua como:
- Regulación del PH del agua: desciende el conjunto de microrganismos que al final acaban dentro de la cadena alimenticia, al regarse los productos hortofrutícolas con dichas aguas, elimina que existan especies invasoras de las balsas (moluscos, algas, peces, crustáceos, larvas, etc...), que produce pérdida de oxígeno del agua y deteriora los filtros de entrada y salida de la balsa, reduce los costes en tiempo de la limpieza de filtros, rejillas, tuberías, motores, válvulas, bombas, goteros, difusores y aspersores, aumenta el tiempo de uso de filtros, rejillas, tuberías, motores, bombas, goteros, difusores y aspersores, reduce la cantidad de productos químicos que se utilizan, actualmente, para eliminar algas y bacterias y, por lo tanto, se genera una producción más orgánica.
Igualmente, la invención tiene otras importantes ventajas como puede ser:
- la reducción de la gestión de productos tóxicos peligrosos, al reducir la cantidad de fango a retirar y, por tanto, a gestionar, del fondo de las balsas, con lo cual, también se mejorar en la capacidad dichas balsas en cuanto al agua embalsada.
- mejora el aporte del agua de lluvia que se incorpora a las balsas y embalses, genera un riego más constante en las balsas y, por tanto, una mejora de la productividad de las explotaciones agrícolas o ganaderas, permitiendo una mejor ordenación de la producción e incrementar hectáreas de producción consiguiendo además una mayor salubridad del agua, sin eliminar el aporte de minerales propios y necesarios del agua, al incorporar la cantidad de oxígeno suficiente que no llegue a oxidar dichos componentes vitales y también se reducen los costes de explotación en la potabilización de agua, al pre-tratar el agua en el embalse de cabecera.
El inventor no conoce ninguna realización semejante.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención, se refiere a medios y procedimiento de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas, por tanto, tiene como objeto incorporar al agua una combinación de ozono y oxígeno suficiente, que trate el agua de tal forma que elimine o reduzca al mínimo especies invasoras y oxidación de substancias tóxicas persistentes y disruptores endocrinos presentes en las aguas, que se acumulan en las balsas o embalses de riego y abastecimiento, aguas y balsas de purines ganaderos.
Las fases del funcionamiento son las siguientes:
- Se genera ozono a partir de O2, aire ambiental tratado que se dispone en el tanque de O2 (o equipo productor del mismo), o línea de tratamiento de aire, aportando el ozono mediante tubo de teflón a presiones entre 0,3 bares y 1,00 bares. Mediante compresor de membrana se incrementa la presión de 0,3 bar o superior, a 1,8 bar o superior, en función de la pérdida de carga que pueda generarse en la línea de transporte del gas mezcla oxígeno ozono.
- Se inyecta el Ozono mediante el compresor de membrana a través de un bypass en la línea principal de transporte de aire / O2.
- Se genera el gas mezcla O2+O3 que se transfiere y distribuye, a través de una tubería específica, desde el fondo de la balsa en flujo laminar ascendente de máximo 0,5m/h hasta la superficie del agua embalsada.
- Todo el sistema se controla mediante el cuadro de control con autómata y salidas analógicas y digitales, para activar o desactivar y regular cada uno de los elementos y válvulas y regular la cantidad de ozono-oxigenación que se va a aportar en el fondo de la balsa. Se traslada el gas mezcla mediante tubería de polietileno o acero inoxidable 316l hasta la balsa.
- Se incorpora un elemento denominado tubería lastrada, de PVC flexible para llegar desde el borde de la balsa hasta el fondo de la balsa o embalse.
- Se incorpora una tubería microperforada para la liberación del gas mezcla O2+O3 desde el fondo de la balsa o embalse.
- Se mantiene la tubería en el fondo al acoplar lastres adosados a la cabecera final. - Al liberar el ozono desde el fondo, comienza a tratar toda el agua y eliminar de abajo hacia arriba los microorganismos, hasta llegar a limpiar todos los componentes técnicos-mecánicos de la balsa (filtros, válvulas, rejillas, tuberías, etc..). Al mismo tiempo, se produce la oxidación química de los compuestos tóxicos persistentes y cianobacterias, por ello, se mitiga, significativamente, el impacto de especies invasoras como mejillón cebra, almeja asiática y briozoo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma una hoja de planos, en las que con idénticas referencias se indican idénticos elementos y donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
FIGURA N° 1
Diseño en esquema de todos los elementos de los medios de oxigenación y ozonificación y su posición relativa.
En esta figura se identifican los mismos elementos con idéntica numeración
(1) .- entrada de aire,
(2) .- depósito de aire ambiental tratado,
(3) .- tubería rígida principal de O2,
(4) .- compresor,
(5) .- depósito de tratamiento de O2
(6) .- tanque de almacenamiento de O2,
(7) .- compresor,
(8) .- regulador de presión,
(9) .- válvula de retención,
(10) .- válvula de distribución,
(20) .- compresor,
(21) .- depósito de aire comprimido,
(22) .- generador de ozono (O3),
(23) .- depósito de ozono,
(24) .- compresor de membrana,
(25) .- calderín de O3 certificado,
(26) .- regulador de presión,
(27) .- válvula de retención,
(28) .- tubería rígida de aportación de O3,
(31) .- tubería rígida de aporte de O2 y O3,
(32) .- empalme con la tubería flexible lastrada,
(33) .- tubería flexible lastrada,
(34) .- micro-cortes en la tubería flexible lastrada,
(35) .- terminal de la tubería flexible lastrada,
(36) .- lastre,
(40) .- balsa,
(41) .- agua contaminada a regenerar
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a medios y procedimiento de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas, por tanto, tiene como objeto incorporar al agua una combinación de ozono y oxígeno suficiente, que trate el agua de tal forma que elimine o reduzca al mínimo especies invasoras y oxidación de substancias tóxicas persistentes y disruptores endocrinos, presentes en las aguas que se acumulan en las balsas o embalses de riego y abastecimiento, aguas y balsas de purines ganaderos.
Para cumplir el objetivo del párrafo anterior, los medios de los que se dispone son los siguientes:
- Entrada de aire (1) seguida por un depósito de aire ambiental tratado (2) del que parten dos tuberías, la principal, una tubería rígida (3) de O2 y una tubería secundaria también rígida (28) de transporte de O3.
- La tubería rígida principal (3) comporta los siguientes elementos:
o Un compresor (4), seguido de
o un depósito de tratamiento de O2 (5),
o un tanque de almacenamiento de O2 (6),
o un compresor (7),
o un regulador de presión (8),
o una válvula de retención (9), y
o una válvula de distribución (10).
- La tubería rígida secundaria de O3 (28) comporta los siguientes elementos:
o Un compresor (20),
o un depósito de aire comprimido (21),
o un generador de ozono (O3) (22),
o un depósito de ozono (23),
o un compresor de membrana (24),
o un calderín de O3 certificado (25),
o un regulador de presión (26), y
o una válvula de retención (27).
La tubería rígida secundaria de ozono O3 (28) desemboca en la válvula de distribución (10), de donde sale una tubería rígida (31) que transporta una mezcla de oxígeno (O2) más ozono (O3) hasta una tubería flexible lastrada (33), por medio de una pieza de empalme (32).
La tubería flexible lastrada (33) con un peso aproximado de 0,90 kg/metro a 1,90 kg/metro y diámetro interior desde 14,60mm a 30mm, construida preferentemente en PVC flexible y resistente a las torceduras y con memoria. Es una tubería libre de plomo, auto-limpiable, sin necesidad de agentes químicos externos y altamente resistente a los agentes químicos, salinidades, PH y cambios de temperatura.
La tubería flexible lastrada (33) presenta a lo largo de toda su longitud una serie de microcortes (34) aproximadamente entre 150/155 micro-cortes de 0,5mm por metro lineal, situados en dos hileras simétricas confrontadas en un ángulo de 90° respecto a la vertical de la tubería.
La tubería flexible lastrada (33) finaliza en una pieza terminal (35) redondeada y con un lastre (36). Esta tubería flexible lastrada (33) por su propio peso y demás ayudada por el lastre (36), queda depositada en el fondo de la balsa (40) llena de agua contaminada a regenerar (41).
El procedimiento de oxigenación y ozonificación que la invención preconiza comienza con una entrada de aire (1), aire que se recoge en un depósito de aire ambiental tratado (2) del que parten dos tuberías, la principal, una tubería rígida (3) de O2 y una tubería secundaria también rígida (28) de transporte de O3; que posteriormente se unen en una válvula distribuidora (10) para que por medio de la tubería rígida (31) que transporta ya la mezcla de O2 O3 en las cantidades precisas.
El aire ambiental que llega a la tubería rígida principal (3) pasa por un compresor (4), seguido de un depósito de tratamiento de O2 (5), donde se purifica para almacenar el O2 resultante en un tanque de almacenamiento de O2 (6). El O2 desde dicho depósito pasa a un compresor (7) y a su salida se encuentra un regulador de presión (8) y una válvula de retención (9) para que llegue la cantidad de O2 precisa a la válvula de distribución (10).
El O3 llega a la válvula de distribución (10) por la tubería rígida secundaria de O3 (28) que recoge el aire del depósito de aire ambiental tratado (2) donde pasa a un compresor (20), de allí a un depósito de aire comprimido (21), que lo introduce en un generador de ozono (22), pasando el O3 así fabricado por medio de una tubería de teflón a un depósito de ozono (23), que lo comprime por medio de un compresor de membrana (24) para situar el gas a una presión de entre 0,3 a 1,8 bar o e incluso superior, en algunos casos en función de la pérdida de carga que pueda generarse en la tubería rígida (31) línea de transporte del gas mezcla de O2 y O3 , pasando a un calderín de O3 certificado (25), y por medio de un regulador de presión (26) y una válvula de retención (27) llega a la válvula de distribución (10).
La tubería rígida (31) que transporta la mezcla de oxígeno (O2) más ozono (O3) por medio de una pieza de empalme (32), se inserta en el terminal de una tubería flexible lastrada (33) que se introduce en la balsa (40) a purificar, quedando en razón de su peso y con ayuda del lastre (36) en el fondo de la misma.
Por la serie de micro-cortes (34), que presenta la superficie de la tubería flexible lastrada (33) es por donde se libera el gas mezcla de O2+O3 desde el fondo de la balsa (40). Al liberar el ozono desde el fondo, comienza a tratar todo el agua contaminada a regenerar (41) y eliminar de abajo hacia arriba los microorganismos, hasta llegar a limpiar todos los componentes técnicos-mecánicos de la balsa (filtros, válvulas, rejillas, tuberías y demás) y al mismo tiempo, se produce la oxidación química de los compuestos tóxicos persistentes y cianobacterias.
Con este tratamiento, además de mitigar significativamente el impacto de especies invasoras como mejillón cebra, almeja asiática y briozoos, produce otras utilidades de carácter económico, productivo, medio ambiental y social, como pueden ser:
- Equilibra el PH del agua,
- mejora la calidad del agua lo que significa un riego más seguro y adecuado a cada tipo de plantación, pudiéndose incorporar compuestos minerales, para mejorar la producción y calidad del producto final,
- reduce costes de explotación, al no ser necesario utilizar químicos (ácido nítrico) para regular y mantener el PH en explotaciones agrícolas y ganaderas,
- reduce el conjunto de substancias tóxicas persistentes y disruptores endocrinos que acaban dentro de la cadena alimenticia (cadena trófica), al regarse los productos hortofrutícolas con dichas aguas,
- mejora la calidad del agua reduciendo la DQO y DBO5, se reduce la materia orgánica en forma de bacterias anaeróbicas, hongos, virus que pueden aparecer en el agua de riego y/o potable, reduciendo las posibilidades de transmisión de enfermedades, hay que tener en cuenta, además, que el exceso de agua de riego, vuelve a incorporarse a la cadena de agua y, mantiene la denominada huella de agua de la zona (mantenimiento de los niveles freáticos de la zona)
Todo el sistema se controla mediante un cuadro de control con autómata y salidas analógicas y digitales, para activar o desactivar y regular cada uno de los elementos del proceso, como: entradas y salidas de depósitos, reguladores, válvulas, compresores y válvula de distribución pudiendo manejarse todo el proceso por procedimiento remoto.
Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de llevarse a la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren sus principios fundamentales, establecidos en los párrafos anteriores y resumidos en las siguientes reivindicaciones.
Claims (7)
1. Medios de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas caracterizado porque se encuentran constituidos a partir de dos tuberías, la principal, una tubería rígida (3) de O2 en cuyo recorrido se incorporan los medios de generación y control del O2 y una tubería secundaria también rígida (28) de transporte de O3 que comporta los medios de generación y control del O3 desembocando ambas en una válvula de distribución (10) de donde sale una tubería rígida (31) que transporte una mezcla de oxígeno (O2) más ozono (O3), y que se une, por medio de una pieza de empalme (32) a una tubería flexible lastrada (33), y donde la tubería flexible lastrada (33) finaliza en una pieza terminal (35) redondeada y con un lastre (36) que por su propio peso y ayudada por el lastre (36) queda depositada en el fondo de la balsa (40) llena de agua contaminada a regenerar (41).
y caracterizados porque la tubería rígida principal (3) comporta los siguientes elementos
una entrada de aire (1) seguida por un depósito de aire ambiental tratado (2) del que parten dos tuberías, siendo la principal una tubería rígida (3) de O2, y una tubería secundaria también rígida (28) de transporte de O3,
comprendiendo la tubería principal (3) los siguientes elementos lleva
un compresor (4), seguido de
un depósito de tratamiento de O2,
un tanque de almacenamiento de O2,
un compresor (7),
un regulador de presión (8),
una válvula de retención (9), hasta la válvula de distribución (10).
comprendiendo la tubería secundaria de O3 los siguientes elementos:
un depósito de aire comprimido (21),
un generador de ozono (O3) (22),
un depósito de ozono (23),
un compresor de membrana (24),
una válvula de distribución (10) que permite seleccionar la cantidad de O2 y O3 a suministrar.
2. Medios de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas de acuerdo con la 1a reivindicación y caracterizado porque la tubería flexible lastrada (33) con un peso aproximado de 0,90 kg/ metro a 1,90 kg/ metro y diámetro interior desde 14,60 mm a 30 mm, está construida en PVC flexible y resistente a las torceduras, con memoria y presentando a lo largo de toda su longitud una serie de micro-cortes (34) en cantidad de 150/155 micro-cortes de 0,5 mm por metro lineal, situados en dos hileras simétricas confrontadas en un ángulo de 90° respecto a la vertical de la tubería y finalizando en una pieza terminal (35) redondeada y con un lastre (36).
3. Medios de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 que comprenden un cuadro de control con autómata y salidas analógicas y digitales, para activar o desactivar y regular cada uno de los elementos del proceso, como: entradas y salidas de depósitos, reguladores, válvulas, compresores y válvula de distribución pudiendo manejarse todo por procedimiento remoto.
4. Procedimiento de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas en donde el procedimiento que la invención preconiza se caracteriza porque está constituido por las siguientes etapas: entrada de aire (1), que se recoge en un depósito de aire ambiental tratado (2) del que parten dos tuberías,
distribución por una válvula distribuidora (10).
transporte de la mezcla de oxígeno (O2) más ozono (O3) previamente calculada
depósito de la mezcla en el fondo de la balsa (40) llena de agua a regenerar (41) y desde donde empieza a desprender el O2 y O3 como elementos de limpieza.
5. Procedimiento de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas de acuerdo con la reivindicación 4a y en donde el procedimiento que la invención preconiza se caracteriza porque el aire ambiental que se recoge en la entrada de aire (1) llega a la tubería rígida principal (3) de donde pasa por un compresor (4), seguido de un depósito de tratamiento de O2, donde se purifica para almacenar el O2 resultante en un tanque de almacenamiento de O2 (5), pasando a continuación el O2 a un compresor (7), que a su salida encuentra un regulador de presión (8) y una válvula de retención (9) para que llegue la cantidad de O2 precisa a la válvula de distribución (10).
6. Procedimiento de oxigenación y ozonificación de acuerdo con la reivindicación 5a y en donde el procedimiento que la invención preconiza se caracteriza porque el O3 llega a la válvula de distribución (10) por la tubería rígida sec que recoge el aire del depósito de aire ambiental tratado (2) donde pasa a un compresor (20), de allí a un depósito de aire comprimido (21), que lo introduce en un generador de ozono (22), pasando el O3 así fabricado por medio de una tubería de teflón a un depósito de ozono (23), que lo comprime por medio de un compresor de membrana (24) para situar el gas a una presión de entre 0,3 bar a 1,8 o e incluso superior en algunos casos en función de la pérdida de carga que pueda generarse en la tubería rígida (31) línea de transporte del gas mezcla de O2 y O3 , pasando a un calderín de O3 certificado (25), y por medio de un regulador de presión (26) y una válvula de retención (27) llega a la válvula de distribución (10).
7. Procedimiento de oxigenación y ozonificación de aguas confinadas de acuerdo con la reivindicación 5a y en donde el procedimiento que la invención preconiza se caracteriza porque por la serie de micro-cortes (34) que presenta la superficie de la tubería flexible lastrada (33) es por donde se libera el gas mezcla de O2 O3 desde el fondo de la balsa (40) que ascendiendo libera el O2 y O3 desde el fondo tratando todo el agua regenerar (41) y eliminando de abajo hacia arriba los microorganismos, hasta llegar a limpiar todos los componentes técnicos-mecánicos de la balsa como filtros, válvulas, rejillas, tuberías y demás y al mismo tiempo, se produce la oxidación química de los compuestos tóxicos persistentes y cianobacterias.
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