MONTES RUELAS NYDIA NOHEMI (MX)
MONTES RUELAS NYDIA NOHEMI (MX)
| WO2017067161A1 | 2017-04-27 |
| CN106219893A | 2016-12-14 | |||
| CN105399271A | 2016-03-16 | |||
| CN108503076A | 2018-09-07 | |||
| CN108358387A | 2018-08-03 |
| REIVINDICACIONES 1. Un sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1), caracterizado porque se compone de: al menos un módulo desnatador (100) que se compone de un contenedor de desnatado (104) que en su parte inferior tiene una pluralidad de difusores de burbuja fina (108) cuya distribución se dispone de manera que cubren la mayor parte de la superficie inferior del contenedor de desnatado (104), de manera que las burbujas del interior arrastran una capa de agua congénita a la superficie, siendo la misma retirada mediante al menos un desnatador (118) ubicado en las paredes internas; al menos un módulo de electrólisis (200) que comprende al menos una cámara de reacción (202) que en su interior alojan una pluralidad de placas (204), en donde estas se sujetan en cada uno de sus extremos auxiliadas de una barra de soporte (205) que se dispone en una zona próxima a la parte superior de cada una de las paredes permitiendo el desplazamiento de cada placa, en donde estas placas (204) disponen de un rango de operación de 0-60 volts y de 0-1250 Amperios de corriente continua o directa y que son aplicados de manera constante durante el ciclo de electrólisis que tiene el agua a tratar; al menos un módulo de coagulación-floculación (400) que comprende al menos una cámara de reacción o floculación (407) cerrada de forma cilindrica para eliminar sólidos. 2. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el contenedor de desnatado (104) está conectado a contenedor general de aceite (114) que acumula las grasas o aceite extraído. 3. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el contenedor de desnatado (104) tiene un arreglo de salidas (112) para controlar la capacidad de llenado. 4. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo de electrólisis (200) en la parte inferior dispone de una pluralidad de medios de salida (206) para controlar la capacidad de fluido al interior. 5. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo de electrólisis (200) puede estar en contacto con un arreglo de filtros (218) para refinar el agua a tratar. 6. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque puede disponer de una cubierta en la parte superior a manera de campana en donde esta funciona como medio de captación de hidrogeno y oxígeno. 7. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo de coagulación-floculación (400) tiene además al menos un medio hidrociclón (402), destinado principalmente a la separación de suspensiones sólido - líquido, en donde las partículas más gruesas giran cercanas a la pared del hidrociclón y por efecto de la aceleración centrífuga, son evacuadas a través de una boquilla. 8. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque además tiene al menos un mezclador estático (403) para promover una mezcla de materiales fluidos mediante la inyección agentes coagulantes (404), agentes estabilizadores de pH (405) y/o agentes oxidantes. 9. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo de coagulación-floculación (400) puede estar en contacto con un arreglo de filtros (218) para retinar el agua a tratar. 10. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema puede comprender un módulo de tanques de trasferencia (300) para almacenar el agua tratada, en donde cada uno de estos disponen de un medio de bombeo (305) y un medio de restricción de paso (306) que auxilian en la extracción del agua tratada. 11. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema puede comprender además un módulo de agua tratada (500) que dispone de al menos un tanque de almacenamiento. 12. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema puede comprender, además un módulo de evaporadores-condensadores (600) que dispone de al menos un evaporador (601) que a su vez está conectado con una caldera (602) que realiza un incremento de temperatura de 150°C en donde el agua que aún pudiera contener sales que pasa por los evaporadores (601) tiene una evaporación cuyo destino es encontrado en una pluralidad de condensadores que se alimentan de una serie de bombas de succión que deposita la mezcla de gases en el condensador y de esta forma se obtiene agua destilada. 13. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema puede comprender, además al menos un módulo del reactor de lodos (700) que dispone de un contenedor de lodos (701) que recepciona los lodos concentrados, el cual tiene un lecho de secado (704) en donde se deposita el lodo, en donde una gran parte del agua ha sido removida. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema puede comprender, además un módulo de mineralización (800) que dispone de una serie de contenedores con minerales como calcio, magnesio, sodio, hierro, cloruro, fluoruro que son suministrados en la mezcla de agua obtenida a fin de obtener agua mineralizada. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque las líneas de fluidos del sistema pueden tener electroválvulas controladas por un control maestro para controlar el tiempo de residencia hidráulica. |
Un método de tratamiento electrolítico y dispositivo de tratamiento electrolítico para sistemas de agua de refrigeración de tipo circulante se menciona en la solicitud japonesa JP2006098003A en donde dicho método de tratamiento electrolítico y un dispositivo de tratamiento electrolítico es capaz de mantener la concentración del componente de escala y la concentración de cloro de un sistema de agua dentro de un rango apropiado en el método y dispositivo para el tratamiento electrolítico permitiendo el agua en una Sistema de agua de refrigeración de tipo circulante para fluir a través de un dispositivo electrolítico se aplica voltaje entre un ánodo y un cátodo, y el agua de un tanque de almacenamiento de agua circula a través del dispositivo electrolítico para llevar a cabo el tratamiento electrolítico. El hidrógeno se genera cerca del cátodo para convertirse en alcalino. Los iones de bicarbonato se disocian en iones de carbonato cerca del cátodo, y el carbonato de calcio y el carbonato de magnesio se producen a partir de iones de Ca y iones de Mg y se precipitan sobre la superficie de un electrodo para reducir la tendencia a convertirse en escamas.
Un método de tratamiento electrolítico de residuos industriales o acuícolas es escrito en la solicitud china CN1519208A en donde la invención está dirigida a una electrólisis de ruptura, reacción química, oxidación o eliminación efectiva. Industria de flotación o contaminantes orgánicos de aguas residuales de acuicultura, nitrógeno amoniacal, pigmentos, sobre crecimiento de algas y fitoplancton, y puede actuar en un método esterilizado.
También se conoce un método y el aparato para la esterilización y el tratamiento con ozono US5447640 se describen como un método para el tratamiento con agua ozonizada que comprende la alimentación de agua pura primaria, a un dispositivo que produce agua ultra pura que contiene al menos una pulidora para convertir el agua pura primaria en agua ultra pura, inyectando un gas que contiene ozono en el agua ultra pura para producir agua ozonizada, enviando el agua ozonizada a un punto de uso, utilizando el agua ozonizada para el tratamiento, y hacer circular el agua ozonizada agotada resultante al dispositivo que produce agua ultra pura para reutilizar o descargar el agua gastada, en donde el método comprende además suministrar un gas que contiene hidrógeno al agua ozonizada gastada en un punto aguas abajo del punto de uso para eliminar ozono residual del agua ozonizada.
Documentos que describen dispositivos similares pueden ser encontrados en US3616355A; US3632498A; US3771385A; US4062754A; US4100052A; US4337136A; US4761208A; US4925789A; US5013417A; US5059296A; US5085753A; US5256263A; US5313589A; US5314589A; US5954939A; US20020078990A1 ; US6444176B1 ; US6508929B1 .
Asimismo, se tiene como documento más cercano, un dispositivo de electrólisis para tratar un depósito de agua que se menciona en la solicitud estadounidense US20050067300A1 y está diseñado para colocarlo en un depósito de una solución electrolítica contaminada, como el agua, que contiene ion haluro, como el cloruro de sodio, para electrolizar. Agua, desinfectando o esterilizando así el depósito de agua contaminado. Los depósitos de agua contaminados pueden ser recipientes de agua llenos de agua de río y otras fuentes al aire libre, o pueden ser agua municipal contaminada contenida en recipientes de cocina, sistemas de refrigeración, tanques de agua, cisternas, etc. El cuerpo autónomo permite que el dispositivo de electrólisis flote O permanecer en forma autónoma en el depósito de agua. Los dispositivos preferidos son pequeños y portátiles, y comprenden celdas de electrólisis productivas que funcionan con baterías. También se puede proporcionar un medio para la propulsión del dispositivo, y es preferiblemente una bomba que impulsa el agua a través de la celda de electrólisis.
Las desventajas encontradas en la técnica anterior ocurren principalmente en que, se cuenta con unidades bastante especificas a atender una acción en específico, como por ejemplo, la remoción de un solo componente en una mezcla, así como el no tener la oportunidad de realizar modificaciones en su estructura, no solamente que puedan ser trasladadas de un lado a otro, dependiendo el sitio en campo donde se requiera, sino que también dentro de su configuración, la posibilidad de alterar su estructura y hacerla factible de realizar labores sin importar la carga, el nivel de residuo manejado ni el tiempo que debe atenderse dicho residuo, sumando que la presente invención añade elementos de seguridad para aumentar la calidad en el trabajo con este tipo de residuos.
Lo anterior resulta en notorias desventajas para el usuario ya que le impide manejar distintos escenarios de tratamiento de aguas congénitas ya que este se encuentra en un escenario bastante limitado, restringido a lo que el equipo le puede aportar y prácticamente le impide ampliar sus posibilidades de operar en condiciones para las que no fue diseñado.
Por estas razones existe la necesidad de contar con un proceso que brinde la posibilidad de realizar operaciones de remoción o de tratamiento de aguas congénitas o de producción petrolera, que tengan una variedad de elementos contaminantes que le puedan auxiliar en el tratamiento y de esta forma conseguir los resultados óptimos en las actividades a desempeñar.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Por lo tanto, la presente invención tiene el cometido de presentar una alternativa que resuelva los inconvenientes anteriormente descritos que brinde ventajas significativas en su utilidad, ya que posee características ventajosas conforme a las descritas en los documentos anteriormente citados, con una serie de componentes en su estructura que permiten al operador realizar tareas de remoción y de supervisión en el tratamiento de aguas congénitas o de producción petrolera, donde estas actividades pueden desempeñarse sin complicaciones y con el único propósito de elevar el nivel de remoción de los aceites y de las sustancias que contaminan el agua. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 muestra una vista del plano general del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 2 muestra una vista isométrica del módulo desnatador (100) del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 3 muestra una vista isométrica del módulo desnatador (100) del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 4 muestra una vista superior del módulo desnatador (100) del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 5 muestra una vista superior de un contenedor de desnatado del módulo desnatador (100) del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 6 muestra una vista superior de los conectores de los contenedores del módulo desnatador (100) del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 7 muestra una vista superior de una modalidad de conformación del módulo de electrólisis (200) para tratar 16,000 barriles diarios.
La Figura 8 muestra una vista isométrica del módulo desnatador (100) y del módulo de electrolisis (200) del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 9 muestra una vista superior del arreglo de tanques de transferencia (300) del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1). La Figura 10 muestra una vista superior del módulo de coagulación-floculación (400), del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 11 muestra una vista isométrica de un reactor del modulo de coagulación-floculación (400), del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 12 muestra una vista isométrica de un filtro del módulo de coagulación- floculación (400), del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 13 muestra una vista superior de un módulo de aguas tratadas (500), del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 14 muestra una vista superior del módulo de módulo de evaporadores (600), del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 15 muestra una vista superior del módulo de tratamiento de lodos (700) y del módulo de mineralización (800) del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1).
La Figura 16 muestra el diagrama a bloques del control del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1)
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Con el fin de promover la comprensión de los principios de la invención, ahora se hará referencia a una realización preferida ilustrada en los dibujos, y se utilizará un lenguaje específico para describir la misma. No obstante, se entenderá que por lo tanto no se pretende limitar el alcance de la invención, contemplando tales alteraciones y modificaciones adicionales en el aparato ilustrado y las aplicaciones adicionales de los principios de la invención tal como se ilustra en el mismo, como ocurriría normalmente ahora o en el futuro para un experto en la técnica a la que se refiere la invención.
La presente invención hace referencia a un sistema de tratamiento de aguas residuales industriales y de hidrocarburos, preferentemente aquellas aguas contaminadas con hidrocarburos, en donde por medio de una pluralidad de módulos de tratamiento y ventajosamente mediante pulsos electromagnéticos con bajos amperajes, los cuales se realizan utilizando una pluralidad de celdas con electrodos en forma de placas de material de aleaciones compuestas, lo que ha dado como resultado, una propuesta que permite, mediante la aplicación de principios de química y física cuántica, disociar los electrones de los átomos o elementos químicos contenidos en el agua contaminada con hidrocarburos.
Esta invención permite de manera ventajosa la separación del agua y aceite de forma eficiente, mediante el uso de una intensidad de corriente eléctrica, expresada en amperios que encuentra mediante una ecuación exacta, el diferencial de potencia, para crear un campo eléctrico; para el rompimiento de los elementos (electrones) con cargas electronegativas, para transformarlos en cargas electropositivas que los neutralizan.
En una de sus fases que incluye un proceso electrolítico combinado, permite que elementos electronegativos, se transformen en positivos, logrando la anulación de cargas; por consecuencia, al unirse dichos elementos se crea una bivalencia, que permite queden desactivados, logrando eliminar los elementos nocivos del agua que se está tratando.
Se ha encontrado que la administración de pulsos eléctricos con bajos amperajes descompone y reagrupa los elementos químicos presentes en el agua a tratar mediante un campo electromagnético, dando por resultado una diferencia de potencial, el cual permite la ionización de los elementos químicos presentes. Las pulsaciones electromagnéticas se materializan mediante el empleo de placas de aleaciones compuestas, que fungen como ánodo y cátodo, las cuales son las que generan un efecto de inducción eléctrica de las gotas de agua emulsionada. El proceso es facilitado debido a que el agua, se encuentra formada por moléculas, que cuentan con dos átomos de hidrógeno con carga electropositiva y un átomo de oxígeno electronegativo, que con facilidad se disocian y forman otros compuestos fáciles de eliminar.
Algunos de los contaminantes principales provenientes de las aguas residuales industriales e hidrocarburos son productos químicos, sustancias radiactivas, minerales inorgánicos, sedimentos formados por partículas del suelo y petróleo (derrame). Por lo tanto, el agua congenita es un efluente de agua residual que se genera por medio del proceso de desalación y deshidratación del petróleo crudo, sus propiedades dependen del tipo de petróleo que se extrae y procese, puede ser crudo ligero o crudo pesado, así mismo de las técnicas de extracción.
Esta agua suele contener altas concentraciones de sales inorgánicas e hidrocarburos, por lo que resulta un desecho peligroso para verter en los cuerpos receptores de manera directa, en compuestos tóxicos. En este caso, los hidrocarburos dificultan la oxigenación de las aguas y consume el oxígeno que necesita para su propia regeneración y la contaminación que origina impide la fotosíntesis indispensable para el desarrollo del fitoplancton. A esto se le denomina contaminación por crudos y es una de las más graves, la masa que se produce tras el vertido y flota, se le llama marea negra.
Para prevenir el impacto ambiental negativo, se requiere implementar vías alternas y entre ellas es el tratamiento de agua congénita para recuperación secundaria de sus yacimientos.
El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) se compone de una serie de módulos, perfectamente definidos en donde cada uno de ellos aporta un elemento valioso en la remoción de agentes contaminantes de una mezcla de agua con hidrocarburos, son en una primera realización preferencial, un módulo desnatador (100), un módulo de electrólisis (200) y un módulo de coagulación-floculación (400) teniendo que cada uno de estos módulos es acoplable y desmontable, podiendo hacer distintas configuraciones que le permiten ubicarse en una variedad de espacios determinados, por ejemplo en campo, en donde además estos módulos en cada una de sus configuraciones cuenta con un arreglo modular que le permite hacer estas variaciones en el mismo modulo, dependiendo de las necesidades del agua a tratar:
En una segunda realización, el sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) se compone de una serie de módulos adicionales a los tres módulos anteriormente mencionados, teniendo que se configura a partir de un módulo desnatador (100), un módulo de electrólisis (200), un arreglo de tanques de transferencia (300), un módulo de coagulación-floculación (400), un módulo de aguas tratadas (500), un módulo de evaporadores (600), un módulo de tratamiento de lodos (700) y un módulo de mineralización (800).
De manera preferencial, la planta para tratamiento de aguas residuales con hidrocarburos comprende un sistema de automatización, integrado principalmente por un Software diseñado en función de los Algoritmos que generan las ecuaciones cuánticas antes descritas. Cada fase del sistema lleva integrado un PLC para el control de componentes de protección, interruptores termomagnéticos, fusibles, componentes de fuerza, variador de velocidad para bombas hidráulicas, contactores para motores, relevadores para el manejo de electroválvulas, puesta en marcha del equipo de control.
El sistema de la presente invención dispone ventajosamente de un reactor de desnatador que recupera el crudo mediante un desplazamiento de las capas de petróleo hacia tanques recuperadores de crudo, mediante la inyección de gas o agua; la inyección de gas se realiza por medio de un arreglo de eyectores posicionados al fondo del reactor, permitiendo que se forme una capa de hidrocarburos en la parte superior que sale y se desplaza por gravedad a los tanques recuperadores por una línea de salida angulada situada al menos en un costado del reactor. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) comprende preferentemente un módulo desnatador (100), el cual esta acoplado a un generador eléctrico (no mostrado) que provee el suministro de energía eléctrica para los procesos requeridos, energizando un panel de control (no mostrado), desde donde es operado o manipulado el paro y arranque de los componentes utilizados según sea el caso; además, dispone de una serie de interruptores termo magnéticos, como medida de protección en caso de una sobrecarga eléctrica; e módulo desnatador (100), se integra, tal y como se aprecia en la Figura 4, primeramente de una línea de alimentación (101) que puede considerarse la línea de alimentación inicial y principal del sistema, ya que por medio de esta se da el ingreso del agua a tratar, en donde esta línea, auxiliada por una bomba hidráulica (102) promueve la inserción del fluido hacia un alimentador primario (103) en donde este se conecta con dicho motor hidráulico (102) en su entrada, mientras que en su salida se conecta con un contenedor de desnatado
(104), en una altura próxima a la parte interna del mismo, a su vez este contenedor de desnatado (104) dispone preferentemente en al menos una de sus paredes internas, del acoplamiento de al menos un desnatador (105) integrado a su vez por un motor de desnatado (106) con una potencia preferencial de %” HP y un voltaje de 220 V que promueve el movimiento de una banda de desnatado (107) en donde esta arrastra el aceite contenido en el agua congenita y lo deposita en una bandeja de salida (110) que se dispone en uno de los extremos superiores del desnatador
(105), asimismo el contenedor de desnatado (104) cuenta en su parte inferior con una pluralidad de difusores de burbuja fina (108) cuya distribución se dispone de manera que cubren la mayor parte de la superficie inferior del contenedor de desnatado (104), y en donde estos difusores de burbuja fina (108) se conectan a su vez con un compresor de aire (109) que envía un flujo de aire a una presión preferente de entre 250 y 350 psi más preferente de entre 270 y 330 psi y todavía más preferente de entre 290 y 310 psi, cuya salida se da por medio del cabezal del difusor que a su vez dispone de una pluralidad de barrenados pasados que son el medio de paso del aire inyectado por el compresor (109) que al salir por dicho cabezal se ve envuelto por una capa de agua congénita y que al elevarse promueve un arrastre de dicha capa, y sus componentes de aceite hacia la superficie, lo cual también es aprovechado por el desnatador (105) que arrastra el aceite desde una zona con una mayor concentración del mismo, por lo que su retiro de la mezcla con agua es más eficiente, y de esta manera, en la bandeja de salda (110) se cuenta con una mayor acumulación de aceites que, en esta etapa del procedimiento son depositadas en un contenedor externo (111) , el cual se dispone en la salida de la bandeja de salida (110) y que en un punto de su periferia dispone de una salida de contenedor externo (112) la cual es alimentada por una bomba de salida (11 3) de 2 HP trifásica a 5.8 Amp. A 220 V que se conecta con alimentador que deposita el aceite recuperado en un contenedor general de aceite (114), que de manera preferencial, en su parte media cuenta con una válvula de paso, que se abre cuando el depósito se encuentre a su máxima capacidad, retirando el aceite para un proceso secundario, para una reinserción en el desnatado o para un tratamiento adicional, en cualquiera de los casos esta salida se da por medio de una línea de salida de contenedor de aceite (115) cuya disposición se aplica de manera preferencial en forma dual, disponiendo cada una de estas salidas, de una bomba de salida que provoca un vaciado más rápido del contenedor (114).
En una realización adicional, se dispone de un alimentador secundario (116) a manera de extensión proveniente desde una zona puntual y próxima a la entrada del contenedor de desnatado (104), en donde este alimentador secundario (116) se conecta con un segundo contenedor de desnatado (117), en donde este cuenta, preferentemente en al menos una de sus paredes internas con el acoplamiento de al menos un desnatador (118) integrado a su vez por un motor de desnatado (119) con una potencia preferencial de 3/4” HP y un voltaje de 220 V que promueve el movimiento de una banda de desnatado (120) en donde esta arrastra el aceite contenido en el agua congénita y lo deposita en una bandeja de salida (120) que se dispone en uno de los extremos superiores del contenedor de desnatado (117), asimismo el contenedor de desnatado (117) cuenta en su parte inferior con una pluralidad de difusores de burbuja fina (121) cuya distribución se dispone de manera que cubren la mayor parte de la superficie inferior del contenedor de desnatado (117), y en donde estos difusores de burbuja fina (121) se conectan a su vez con un compresor de aire (122) que envía un flujo de aire a una presión preferente de entre 250 y 350 psi más preferente de entre 270 y 330 psi y todavía más preferente de entre 290 y 310 psi, cuya salida se da por medio del cabezal del difusor que a su vez dispone de una pluralidad de barrenados pasados que son el medio de paso del aire inyectado por el compresor de aire (122) que al salir por dicho cabezal se ve envuelto por una capa de agua congénita y que al elevarse promueve un arrastre de dicha capa, y sus componentes de aceite hacia la superficie, lo cual también es aprovechado por el desnatador (118) que arrastra el aceite desde una zona con una mayor concentración del mismo, por lo que su retiro de la mezcla con agua es más eficiente, y de esta manera, en la bandeja de salda (120) se cuenta con una mayor acumulación de aceites que, en esta etapa del procedimiento son depositadas en un contenedor externo (123), el cual se dispone en la salida de la bandeja de salida (120) y que en un punto de su periferia dispone de una salida de contenedor externo (124) la cual es alimentada por una bomba de salida (125) de 2 HP trifásica a 5.8 Amp. A 220 V que se conecta con un alimentador
(126) que deposita el aceite recuperado en el contenedor general de aceite (114), en el extremo opuesto de donde este tiene la conexión de la salida del aceite del contenedor de desnatado (104).
En esta segunda realización de la invención, se dispone de la incorporación de un arreglo de conexión entre estos dos contenedores de desnatado (104/117) en donde esta conexión se da por medio de una pluralidad de conectores laterales
(127), ubicados en una zona próxima a la zona media de cada uno de los contenedores, en donde estos conectores laterales (127) se conectan, en una zona próxima al uno de estos y en donde próximo a esta conexión se acopla un medio de bombeo central (128) que genera la expulsión del agua reducida en aceite en el interior de cada uno de los contenedores de desnatado, en donde esta pasa por un módulo de medición de parámetros (129) en donde se tiene medios para la medición de temperatura, pH, conductividad, ácido sulfhídrico, sensores de nivel alto y sensores de nivel bajo hacia el módulo de electrólisis, que después de pasar por estos, la mezcla tratada se inserta en un alimentador de electrólisis (130) que se dispone en la parte central del arreglo conector y que envía a la mezcla proveniente del módulo de desnatado hacia el módulo de electrólisis (200).
Para la porción del accionamiento de cada uno de los componentes y entrada de cada una de las fases de control de este módulo desnatador, se dispone de un centro de control en donde por medio de una serie de medios de control se promueve el encendido y apagado del motor hidráulico (102) para el ingreso de la mezcla de agua congénita hacia el módulo desnatador, posteriormente, en cada una de las entradas de los contenedores de desnatado (104)/(107) se dispone de una válvula de paso (104A) (107A), en donde la operación de estas depende del nivel de llenado de cada uno de los contenedores, mientras el contenedor de desnatado (104) se encuentra en su nivel óptimo de operación que es determinado por un sensor de altura (104B) preferentemente o un boya que se instala en la parte superior, los motores de desnatado (106) se encuentran operando para dar salida al aceite, mientras que en este escenario, los motores de desnatado (119) se encuentran apagados, en el mismo sentido con las válvulas (104A) (107A) mientras una se encuentre abierta para dar paso al llenado del contenedor, la otra permanece cerrada para poder dar paso a la operación optima de los desnatadoras y conseguir una remoción efectiva del aceite presente en la mezcla asegurando de esta forma el trasvase de los contenedores.
El módulo de electrólisis (200) de la presente invención se integra, fundamentalmente por un arreglo preferencial de tres reactores de electrólisis (201) (211) (222) para el tratamiento de aguas residuales en donde estos están especialmente concebidos para realizar un tratamiento de aguas congénitas, aguas oleosas, provenientes de extracción de gas y petróleo del subsuelo (fracking) o aguas con residuos de hidrocarburos, aceites y demás elementos que se integran al agua durante procesos de extracción de hidrocarburos preferentemente, sin que esto implique alguna limitación sobre el agua a tratar.
Este módulo de electrólisis (200), está conectado al módulo desnatador (100), en donde para dicho módulo de electrolisis, el suministro de energía lo provee una pluralidad de rectificadores (no mostrados), encargados de proporcionar el suministro eléctrico para efectuar el proceso electrolítico.
El módulo de electrólisis está en especial diseñado para tratar eficazmente aguas congénitas o de producción petrolera, con este funcionamiento, es posible recuperar el hidrocarburo y a su vez darle un tratamiento de calidad al agua tratada. Con lo cual se evita que el agua de producción petrolera se siga disponiendo en ríos y mares.
Como se ha mencionado, el módulo de electrólisis para tratamiento de aguas residuales está especialmente concebido para realizar un tratamiento de aguas congénitas, aguas oleosas, provenientes de extracción de gas y petróleo del subsuelo (fracking) o aguas con residuos de hidrocarburos, aceites y demás elementos que se integran al agua durante procesos de extracción de hidrocarburos preferentemente, sin que esto implique alguna limitación sobre el agua a tratar.
De manera preferente, se tiene que el reactor primario (201) comprende al menos una cámara de reacción (202) que a su vez se encuentra provista con una pluralidad de válvulas de entrada (203) dispuestas en uno de sus extremos y que alimentan de la mezcla a esta cámara de reacción en donde se dispone de una pluralidad de placas (204), fabricadas preferentemente de acero inoxidable a manera de ánodo y cátodo en el interior del rector de electrólisis, en donde estas se sujetan en cada uno de sus extremos auxiliadas de una barra de soporte (205) que se dispone en una zona próxima a la parte superior de cada una de las paredes de este reactor primario, permitiendo el desplazamiento de cada placa que de manera preferencial encuentran una ubicación equidistante respecto de las demás placas (204) insertadas en el reactor, de al menos 30 cm, preferentemente 40 cm y más preferentemente 50 cm, en donde a su vez estas placas (204) disponen de un rango de operación de 0-60 volts y de 0-1250 Amperios de corriente continua o directa y que son aplicados de manera constante durante el ciclo de electrólisis que tiene el agua a tratar en donde estos disponen de un periodo de tiempo de 7 minutos y tratando 24 l/seg. En la parte inferior del reactor primario, se dispone de una pluralidad de medios de salida (206), en donde en cada uno de estos módulos se conecta una bomba hidráulica (207) con una potencia de 2HP que auxilia en la remoción de la mezcla en el interior y que la deposita en un colector primario (208) que dirige la mezcla hacia un reactor secundario (211 ) para un segundo tratamiento electrolítico; cada una de los medios de salida (206) dispone de una válvula de paso (208) que puede estar abierta o cerrada dependiendo de la necesidad de rapidez de extracción, donde pudiera requerirse una salida más rápida o lenta dependiendo del proceso ejecutado, además esta configuración permite un mantenimiento sin la necesidad de hacer paros en la línea de electrólisis, ya que este reactor puede funcionar en su salida con hasta 2 medios de salida (206), en el mismo sentido se dispone de un módulo de medición de parámetros (209) donde se tiene sensores que realizan mediciones de medición de temperatura, PH, conductividad, ácido sulfhídrico
En una modalidad considera, el sistema tiene la ventaja de instalar un reactor secundario (211) en comunicación fluida con el reactor primario (201) ubicados de igual forma dentro de lo que conforma el módulo de electrólisis, en donde se dispone de una cámara de reacción (212) que a su vez se encuentra provista con una válvula de entrada (213) dispuesta en uno de sus extremos y que alimenta de la mezcla a esta cámara de reacción en donde se dispone de una pluralidad de placas (214), fabricadas preferentemente de acero inoxidable a manera de ánodo y cátodo en el interior del rector de electrolisis, en donde estas se sujetan en cada uno de sus extremos auxiliadas de una barra de soporte (215) que se dispone en una zona próxima a la parte superior de cada una de las paredes de este reactor secundario, permitiendo el desplazamiento de cada placa que de manera preferencial encuentran una ubicación equidistante respecto de las demás placas (214) insertadas en el reactor, de al menos 30 cm, preferentemente 40 cm y más preferentemente 50 cm, en donde a su vez estas placas (214) disponen de un rango de operación de 0-60 volts y de 0-1250 Amperios de corriente continua o directa y que son aplicados de manera constante durante el ciclo de electrólisis que tiene el agua a tratar en donde estos disponen de un periodo de tiempo de 7 minutos y tratando 24 l/seg. En la parte inferior del reactor primario, se dispone de una pluralidad de medios de salida (216), en donde estos se disponen en un arreglo dual, en donde en cada una de estas salidas se dispone de una bomba hidráulica (217) 2 HP 220 V que extrae la mezcla.
Opcionalmente el módulo de electrólisis está en comunicación con un arreglo de filtros que brinda un primer paso de eliminación de sólidos. Además, el agua saliente de los filtros puede ser almacenada en uno o varios tanques de almacenamiento, dependiendo del flujo del agua tratada.
De acuerdo con los contaminantes del agua a tratar, de manera opcional y ventajosa los medios de salida (216) pueden dirigir al agua a una entrada de un arreglo de filtros (218) donde este opera con filtros de arena (219) y de carbón (220), para refinar el agua a tratar, en donde el agua que sale de la mezcla se dirige hacia un colector de salida (221) que puede depositar el agua en una opción adicional de un tercer modulo de electrólisis (222) que de igual manera dispone de una cámara de reacción (223) que a su vez se encuentra provista con una válvula de entrada (224) dispuesta en uno de sus extremos y que alimenta de la mezcla a esta cámara de reacción en donde se dispone de una pluralidad de placas (225), fabricadas preferentemente de acero inoxidable a manera de ánodo y cátodo en el interior del rector de electrólisis, en donde estas se sujetan en cada uno de sus extremos auxiliadas de una barra de soporte (226) que se dispone en una zona próxima a la parte superior de cada una de las paredes de este reactor secundario, permitiendo el desplazamiento de cada placa que de manera preferencial encuentran una ubicación equidistante respecto de las demás placas (226) insertadas en el reactor, de al menos 30 cm, preferentemente 40 cm y más preferentemente 50 cm, en donde a su vez estas placas (226) disponen de un rango de operación de 0-60 volts y de 0-1250 Amperios de corriente continua o directa y que son aplicados de manera constante durante el ciclo de electrólisis que tiene el agua a tratar en donde estos disponen de un periodo de tiempo de 7 minutos y tratando 24 l/seg. En la parte inferior del reactor primario, se dispone de una pluralidad de medios de salida (227), en donde estos se disponen en un arreglo dual, en donde en cada una de estas salidas se dispone de una bomba hidráulica (228) 2 HP 220 V que extrae la mezcla y la une en una entrada de filtros (229) en donde se cuenta con un arreglo de filtración donde este opera con filtros de arena (230) y de carbón (231 ), para refinar el agua a tratar, en donde el agua que sale de la mezcla se dirige hacia un colector de salida de electrólisis (221) que deposita la mezcla en un arreglo de tanques de transferencia. En una modalidad, el módulo de electrólisis (200) comprende un arreglo de líneas de fluidos con electroválvulas controladas por un control maestro para controlar el tiempo de residencia hidráulica y en consecuencia los ritmos de suministro eléctrico al panel, teniendo que las válvulas operan en un proceso de apertura y cierre de manera coordinada, ya que la electrólisis es aplicada de manera constante y simultánea en cada uno de los reactores durante este módulo de la invención.
En una realización adicional del módulo de electrólisis (200), se tiene que este dispone de una cubierta en la parte superior a manera de campana (no mostrada) en donde esta funciona como medio de captación de hidrogeno y oxígeno, ya que mediante el proceso electrolítico el agua se descompone para formar hidrógeno y oxígeno, en derivado de la realización del proceso inverso a la reacción de combustión de hidrógeno (3), en donde se tiene que para esta reacción se necesita el aporte energético en forma de energía eléctrica es suministrado por las placas (204), en donde el proceso de electrólisis hace que el agua se disocie, formándose hidrógeno en el cátodo y oxígeno en el ánodo, además, los combustibles fósiles son portadores de hidrógeno, porque lo contienen en su molécula por lo que para obtenerlo como gas hidrógeno, funciona la reacción con el agua congénita, en donde de manera preferencial se utiliza un agente catalizador para promover una reacción más rápida.
En el modulo de electrólisis se suministran pulsos electromagnéticos con bajos amperajes por medio de placas (204) (214) (225) de aleaciones compuestas (Ánodos + y Cátodos -), que separa o disocia los electrones de un átomo, generándose otros elementos físico-químicos, que pueden ser precipitados, anulándose las cargas eléctricas; además sólidos que se sedimentan, auxiliados de diferencias de densidades, por lo que, por ejemplo, el hidrocarburo aún presente azufre (As) gas sulfhídrico, se transforma en hidrogeno por el efecto de un campo de Inducción eléctrico, obtenido a partir de un Diferencial de Potencia, determinado por la siguiente ecuación:
Fq 1→ q 2 = -Fq 2 → q 1 ;
G = U - TS + PV
Neutralización del Sulfhídrico:
H2 S + 2NaOH ---* Na2 S + 2 H2 O
De acuerdo con la Ley de Coulomb, se establece como la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales, constituye el punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa. Se entiende por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del espacio. Una carga puntual puede constituir una en el estudio de la interacción entre cuerpos cargados eléctricamente cuyas dimensiones son muy pequeñas en comparación con la distancia que existen entre ellos. La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario".
Es importante hacer notar en relación con la ley de Coulomb los siguientes puntos: a) cuando se habla de la fuerza entre cargas eléctricas se supone que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática):
Nótese que la fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección y sentido. b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son ¡guales en módulo y dirección, pero de sentido contrario:
Fq 1 → q 2 = -Fq 2 → q 1 ;
En términos matemáticos, esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q 1 y q 2 ejerce sobre la otra separada por una distancia r y se expresa en forma de ecuación como: k es una constante conocida como constante Coulomb y las barras denotan valor absoluto .
F es el vector Fuerza que sufren las cargas eléctricas. Puede ser de atracción o de repulsión, dependiendo del signo que aparezca (en función de que las cargas sean positivas o negativas).
Si las cargas son de signo opuesto (+ y -), la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción.
Si las cargas son del mismo signo (- y - o + y +), la fuerza "F" será positiva, lo que indica repulsión.
Las cargas eléctricas utilizadas en la presente invención son empleadas para suministrar la energía en las celdas al interior de los contenedores y proveen primeramente un flujo de corriente alterna proveniente de una red de energía que posteriormente tiene una transformación en sus parámetros de potencia; teniendo un voltaje de alimentación o de entrada en el primario de un transformador con un intervalo de 220-440 VCA con una potencia de operación de entre 15 y 18 watts así como una corriente de 40 A de corriente alterna, se cumplen las Leyes de Coulomb y la energía libre de Gibbs para que tengan una salida en el secundario de dicho transformador con un voltaje de al menos 15VCD y un flujo de corriente de al menos 100 A de CD en una segunda etapa. El reactor incorpora celdas en forma de platos a los que les aplica Amperaje, el resultado de la ecuación cuántica, anteriormente descrita, obtiene una carga eléctrica puntual para crear el campo eléctrico, la ecuación permite determinar el “diferencial de potencia exacto” obteniendo la fuerza que requiere el peso atómico de cada elemento químico que se pretende disociar. Es decir, se crea un bombardeo intenso de iones que brinda una potencia exacta para separar los electrones de su órbita. Una vez que se realiza la separación de electrones, estos tienden a unirse entre sí, creando una Bivalencia química, lo que genera que sus cargas electroquímicas se anulen. Al anular el sulfhídrico (H2S) contenido en el agua de formación petrolera, se pueden transformar dichos elementos nocivos, solidos disueltos en sólidos suspendidos (NaCI, As, Ci, Pl, Cr) creando gas cloro o hidrógeno; que, al ser disueltos en agua, no generan impactos al medio ambiente.
En una modalidad preferencial, el sistema de la presente invención pueden comprender un módulo de tanques de trasferencia (300) para almacenar el agua tratada, en donde estos disponen de medios de alimentación (301) , con una conexión a al menos un tanque de almacenamiento (302) con una capacidad preferente de al menos 30000 metros cúbicos más preferentemente 25000 metros cúbicos y todavía más preferente 22000 metros cúbicos que cumplen con la función de ser un medio de almacenamiento del fluido tratado en el módulo de electrólisis que disponen de una serie de sensores de llenado y en cada uno de estos se dispone de un arreglo de salida (303), integrado preferentemente por tres medios de conexión (304) en donde cada uno de estos disponen de un medio de bombeo (305) y un medio de restricción de paso (306) que auxilian en la extracción del agua tratada para su traslado al módulo de coagulación floculación, para lo cual finalmente son encausadas en una salida de transferencia (307) que colecta a todos los conductores de los medios de conexión.
El módulo de coagulación - floculación (400) de la presente invención dispone de una serie de componentes en donde además de varios aditamentos, se añade un agente coagulante al agua para crear una atracción entre las partículas en suspensión. La mezcla se agita lentamente para inducir la agrupación de partículas entre sí para formar “flóculos”. El agua se traslada entonces a un depósito de sedimentación (no mostrado) para sedimentar los sólidos, se añade una porción de cloro a la mezcla y posteriormente se regula el pH dependiendo de su nivel mediante un agente para ajustar pH, preferentemente ácido sulfúrico o hidróxido de sodio, posteriormente se ingresa en un mezclador estático donde se agrega un agente floculante preferentemente polihidroxicloruro de aluminio en una relación de 1 -1.5 con el cloro añadido previamente con la finalidad de que el agua que trae metales pesados disueltos sea oxidada, posteriormente se tienen tres filtros de arena silica y uno de carbón activado.
En el módulo de coagulación-floculación (400) se dispone de medios para este proceso en donde estos actúan de manera paralela, tratando una cantidad de 24litros/segundo de la mezcla proveniente del módulo de electrólisis, primeramente el suministro a este módulo se da por medio de un alimentador general (401) que inserta la mezcla para su ingreso por medio de un hidrociclón (402), destinado principalmente a la separación de suspensiones sólido - líquido, en donde las partículas más gruesas giran cercanas a la pared del hidrociclón y por efecto de la aceleración centrífuga, son evacuadas a través de una boquilla en forma de una masa espesa compuesta por aceites remanentes de procesos anteriores y en donde debido a las reducidas dimensiones de dicha boquilla, solamente se descarga una parte de la suspensión y es depositada en una cámara de lodos (no mostrada), creándose en el vértice inferior un vórtice secundario de trayectoria ascendente, que es donde se produce la separación al generarse en este punto las mayores aceleraciones tangenciales; en donde esta corriente arrastra hacia el rebose las partículas finas junto con la mayor parte del líquido, que se descarga a través de un tubo central situado en el cuerpo cilindrico superior del hidrociclón
(402); en una realización preferencial, para ajustar el tamaño de separación de las partículas sólidas, se regula la aceleración del torbellino y se modifica la geometría y/o toberas del hidrociclón; posteriormente la mezcla pasa a un mezclador estático
(403) cuya función es promover una mezcla de materiales fluidos en donde esta mezcla se da insertando un agente coagulante (404), preferentemente hidroxicloruro de aluminio. (PAC), un agente estabilizador de pH (405) (acido o alcalino), y un agente oxidante (406), preferentemente Hipoclorito de Sodio, para oxidar cualquier carga orgánica remanente, para posteriormente ser trasladado a una cámara de reacción o floculación (407) cerrada de forma cilindrica, que dispone de una entrada (X) una salida (X) en el extremo opuesto, además de al menos una línea de descarga de lodos (x), en donde el agua a tratar tiene una permanencia de al menos 300 segundos.
De manera preferencial, el módulo de coagulación-floculación (400) está en comunicación con un módulo de absorción y/o filtración, en donde el agua es conducida a un arreglo de filtros si se desea una depuración adicional de los sólidos suspendidos; dicho filtros contienen en su interior material filtrante solo o combinado, estando de manera preferencial dispuestos al menos un filtro de arena (408) y al menos un filtro de carbón (409), en donde finalmente se encausa el fluido en un medio de salida (410) que deposita la mezcla en un módulo de agua tratada. El módulo de coagulación-floculación (400) utiliza un generador eléctrico trifásico de 127 a 220 V, 12000 W que provee el suministro de energía eléctrica para los procesos requeridos, energizando un panel de control desde donde es operado o manipulado el paro y arranque de los componentes utilizados según el caso, además debido a sus interruptores termo magnéticos, sirve como medida de protección en caso de una sobrecarga eléctrica; se usa una bomba de alimentación sumergible vertical 1 HP, trifásica, que suministra el agua a un tanque de almacenamiento, pasando por válvulas reguladoras de flujo, filtros rellenos del material filtrante de arena silica, y zeolita, captando el agua en un tanque de almacenamiento para suministrar al sistema de ultrafiltración, eliminando prácticamente la totalidad de sólidos disueltos y suspendidos en el agua, como proceso de refinamiento del agua tratada, obteniendo un producto final con óptima calidad, cumpliendo con la normativa establecida y requerida, para finalmente enviarla al tanque de almacenamiento para su disposición final.
En un aspecto adicional, la línea que alimenta al reactor de coagulación tiene diversas entradas para administrar diversos productos para favorecer la coagulación o modificar el pH. Opcionalmente, previa entrada al reactor de coagulación se encuentra un hidrociclón especialmente posicionado para disminuir la carga de sólidos suspendidos. Idealmente, al menos un arreglo de filtros está posicionado en comunicación con el reactor de coagulación para brindar un tratamiento para eliminar sólidos del agua tratada.
El agua tratada en los tanques de almacenamiento provenientes del reactor de coagulación es utilizada para dar mantenimiento a los filtros del modulo de electrólisis mediante retro lavado o bien, se manda al evaporador para eliminar las sales.
El módulo de agua tratada (500) dispone de al menos un tanque de almacenamiento, en donde este es llenado con agua coagulada o de coagulación, dicho tanque dispone de una capacidad de 22000 metros cúbicos en donde este cuenta con una línea de entrada (501) que alimenta al tanque (502), en donde a su vez este dispone de una pluralidad de medios de salida, en donde primeramente se pueden mencionar líneas para retro lavado (503) para limpieza de los diferentes filtros del sistema, en donde estas disponen de un medio de bombeo (504) en cada una de sus líneas que a su vez se conecta con los filtros para realizar eventuales retro lavados en estos, promoviendo una configuración que sirve para el mantenimiento del arreglo. También disponen de una serie de medios de salida a un evaporador (505), en donde esta alimenta el módulo de evaporadores- condensadores (600), que a su vez dispone de al menos un evaporador (601) que a su vez está conectado con una caldera (602) que realiza un incremento de temperatura de 150°C en donde el agua que aún pudiera contener sales que pasa por los evaporadores (601) tiene una evaporación cuyo destino es encontrado en una pluralidad de condensadores que se alimentan de una serie de bombas de succión que deposita la mezcla de gases en el condensador y de esta forma se obtiene agua destilada.
En el módulo del reactor de lodos (700) se dispone de un contenedor de lodos (701) que recepciona los lodos concentrados de los procesos que se han ido ejecutando en donde este contenedor de lodos a su vez se encuentra provisto con una pluralidad de válvulas de entrada (702) dispuestas en uno de sus extremos y que alimentan de la mezcla a este contenedor de lodos en donde se dispone de una pluralidad de placas (703), fabricadas preferentemente de acero inoxidable a manera de ánodo y cátodo en el interior del rector de lodos que promueven un proceso de electrólisis, en un rango de operación de 0-60 volts y de 0-1250 Amperios de corriente continua o directa y que son aplicados de manera constante durante el ciclo de electrólisis en el reactor de lodos que tiene el agua a tratar en donde estos disponen de un periodo de tiempo de 7 minutos y tratando 24 l/seg. En la parte inferior del reactor primario, se dispone de una pluralidad de medios de salida (206), en donde en cada uno de estos módulos se conecta una bomba hidráulica con una potencia de 2HP que devuelve a mezcla al módulo de electrólisis por medio de un conector lodos-electrolisis (704). En donde en este módulo también se dispone de un lecho de secado (704) en donde se deposita el lodo remanente que fue resultado de todos los procesos precedentes, en donde una gran parte del agua ha sido removida, por lo que en el lecho de secado se dispone de lodo inactivo.
Los lodos generados en los diferentes procesos son extraídos y enviados al reactor de lodos para brindar tratamiento con electrólisis y posteriormente se envían los lodos un lecho de secados para su disposición final como lodos desactivados.
Los lodos generados en el módulo de absorción son extraídos y enviados al reactor de lodos para brindar tratamiento con electrólisis y posteriormente se envían los lodos un lecho de secados para su disposición final como lodos desactivados. El reactor de lodos para tratamiento de aguas residuales está diseñado para realizar un tratamiento de lodos provenientes del tratamiento de agua congénita o agua de deformación integrado por una unidad de contención donde se alojan los lodos provenientes de un fluido usado en la extracción de hidrocarburos, en donde esta se conecta con un compresor principal y que también dispone de una conexión intermedia que la conecta con un tanque de reacción, en donde el tanque de reacción primeramente se dispone en la parte media superior de la estructura tipo remolque y cuenta con una carcasa preferentemente de forma globalmente prismática cuadrangular, en donde en uno de sus extremos dispone de una conexión de entrada que se acopla a la conexión intermedia y de esta forma dar paso al ingreso de la mezcla al interior del tanque de reacción, esta conexión de entrada dispone de una sección transversal preferentemente circular y presenta dos dobleces en su eje axial que le permiten dirigir a la mezcla hacia el fondo del tanque de reacción para asegurar su correcta distribución. En un aspecto preferencial, se dispone de un reactor de lodos conectado fluidamente con los reactores y filtros para el tratamiento de lodos. Aún un aspecto adicional, el sistema de la presente invención, puede comprender una línea para administrar una solución de electrolitos conocida para potabilizar el agua desmineralizada que sale del evaporador.
Terminado el proceso electromagnético en el cual se alcanza a eliminar, una mayor cantidad de hidrocarburos que ha sido separado de la emulsión se procede a retirar dicho aceite del agua, de la parte superior del contenedor ayudado por la diferencia de densidades que existe en la emulsión.
Los lodos activos de la actividad petrolera son desactivados, eliminándose en un 98%. El resto de los lodos se procesan por separado, mediante otro reactor electrolítico similar, pero con un Voltaje más intenso, enviando los residuos a un lecho de secados de lodos, obteniendo como resultado un sulfato altamente nitrogenado, considerado un fertilizante. Es decir, la Invención, no genera lodos tóxicos, los desactiva y genera una pequeña porción de sulfato nitrogenado.
En una modalidad preferencial, si se desea potabilizar el agua para consumo humano, se puede disponer un módulo de mineralización (800) que dispone de una serie de contenedores con minerales como calcio, magnesio, sodio, hierro, cloruro, fluoruro que son suministrados en la mezcla de agua obtenida a fin de obtener agua mineralizada que se deposita en un contenedor final, para ponerse a disposición del usuario final.
De manera preferencial, la planta para tratamiento de aguas residuales con hidrocarburos comprende un sistema de automatización, integrado principalmente por un Software diseñado en función de los Algoritmos que generan las ecuaciones cuánticas antes descritas. Cada fase del sistema lleva integrado un PLC para el control de componentes de protección, interruptores termomagnéticos, fusibles, componentes de fuerza, variador de velocidad para bombas hidráulicas, contactores para motores, relevadores para el manejo de electroválvulas, puesta en marcha del equipo de control.
El sistema de la presente invención además puede estar comprendido por un arreglo de entradas y salidas en cada reactor o módulo que es controlado por un control maestro para controlar el flujo en cada área del sistema.
El control maestro (900) es el encargado de controlar cada uno de los módulos del sistema, además permite que un usuario pueda monitorear el funcionamiento del sistema ya sea en la estación de monitoreo o a distancia o de forma remota, ya que el control maestro cuenta con un dispositivo de comunicacióncentral, y por medio de dicho dispositivo se puede llevar a cabo el monitoreo así como la configuración del sistema, tales como los parámetros de funcionamiento de manera remota o presencial, ya que cuenta con una pantalla (902) que puede ser táctil o cualquier otro medio para mostrar la información, así como una interaz de entrada salida de datos (901) para la configuración por medio del usuario o técnico. El control maestro puede ser cualquier dispositivo de procesamiento de datos, preferentemente un PLC.
El control maestro (900) se comunica por medio de un bus de datos (903) a cada una de las fases del sistema a su respectivo control de componentes (PLC) de tal menera y a modo de ejemplo para la fase 1 se conecta al control 1 (904) para el caso de la fase de electrólisis, y asi tener las lecturas y el control de los sensores de medición de párametros (915), de los cuales se va a monitorear por medio de los sensores que corresponde a cada uno de los parámetros a medir (por ejemplo: temperatura, PH, conductividad eléctrica, oxigeno disuelto, cloro, velocidad de flujo, ORP, turbiedad, ácido paracético, peróxido de hidrógeno, bromo, ozono, etc.), para de esta forma llevar a cabo el control de la fase en la que se encuentra, para el caso de la fase de electrólisis se realiza la comunicación con el módulo de control de electrodos para el reactor de electrólisis (914), así mismo, se tiene el control de los termomagneticos, para proteger al sistema de fallas mayores cuando algo no se encuentra operando de forma correcta, lo cual se lleva a cabo por medio del bloque (912), y este a su vez verifica y controla al conjunto de fusibles (913) que contiene el sistema.
Adicionalmente el módulo de control 1 (904) controla la activación de las válvulas de alimentación y salida, lo cual se realiza por el módulo de control de electróvalvulas (910), para lo cual esté módulo controla la activación de relevadores correspondientes por medio del módulo de relevadores (911 ), al mismo tiempo y dependiendo del momento de operación, se las bombas hidráhulicas, esto por medio del control de bombas (907), es módulo se encarga de activar las bombas correctas para la operación del sistema, ademas de que se encarga de controlar la velocidad por medio del módulo de variador de velocidad (908) así como los contactores de los motores para su arranque y paro que se realiza por el módulo de contactores de motores (909), fianalmente este control cuenta también con una interfaz de entrada/salida (906) y un dispositivo para mostrar información (905).
Cada uno de las fases del sistema cuenta con un sistema de control dedicado a dicha fase, de tal forma que en la fase dos del sistema, se tiene un control 2 (916) en comunicación con el control maestro (900) por medio del bus de datos (903), esté sistema de control contiene los mismos elementos que se describieron en el control 1 (904), y trabaja activando los elementos que contiene dicha fase, y así para cada una de las fases del sistema, por lo que si hay cinco fases que contiene elementos a controlar, entonces se tienen cinco módulod de control, que se representa como (917) todos en comuncación con el control maestro (900) por medio del bus de datos (903), y de esta forma se lleva a cabo la configuración de cada modulo de control, para funcionar según la fase en que se encuentra el proceso.
Aunque se muestra y especifica en detalle un ejemplo de realización preferido en los dibujos y en la memoria descriptiva anterior, estos deben verse como puramente ejemplares y no como limitantes de la invención. Se observa a este respecto que solo se muestra y especifica la realización ejemplar preferida, y todas las variaciones y modificaciones deben protegerse de que en el presente o en el futuro se encuentren dentro del alcance de protección de la invención tal como se define en las reivindicaciones.
LISTA DE REFERENCIAS sistema de tratamiento de aguas residuales industriales e hidrocarburos (1) módulo desnatador (100) línea de alimentación (101) bomba hidráulica (102) alimentador primario (103) contenedor de desnatado (104) desnatador (105) motor de desnatado (106) banda de desnatado (107) difusores de burbuja fina (108) bandeja de salida (110) compresor de aire (109) bandeja de salda (110) contenedor externo (111 ) salida de contenedor externo (112) bomba de salida (113) contenedor general de aceite (114) contenedor de aceite (115) alimentador secundario (116) segundo contenedor de desnatado (117) desnatador (118) motor de desnatado (119) banda de desnatado (120) difusores de burbuja fina (121 ) compresor de aire (122) contenedor externo (123) salida de contenedor externo (124) bomba de salida (125) alimentador (126) conectores laterales (127) medio de bombeo central (128) módulo de medición de parámetros (129) alimentador de electrólisis (130) módulo de electrólisis (200) modulo de electrólisis (201) cámara de reacción (202) válvulas de entrada (203) pluralidad de placas (204) barra de soporte (205) medios de salida (206) bomba hidráulica (207) colector primario (208) módulo de medición de parámetros (209) reactor secundario (211 ) cámara de reacción (212) válvula de entrada (213) placas (214) barra de soporte (215) medios de salida (216) bomba hidráulica (217) entrada de filtros (218) filtros de arena (219) filtros de carbón (220) colector de salida (221) tercer modulo de electrólisis (222) una válvula de entrada (224) placas (225) barra de soporte (226) medios de salida (227), bomba hidráulica (228) entrada de filtros (229) filtros de arena (230) filtros de carbón (230) módulo de tanques de trasferencia (300) medios de alimentación (301) tanque de almacenamiento (302) arreglo de salida (303), medios de conexión (304) e medio de bombeo (305) medio de restricción de paso (306) salida de transferencia (307) módulo de coagulación - floculación (400) alimentador general (401) hidrocíclón (402), mezclador estático (403) agente coagulante (404), agente estabilizador de PH (405) agente oxidante (406), filtros de arena (408) filtros de carbón (409) medio de salida (410) módulo de agua tratada (500) línea de entrada (501) tanques (502) líneas de retro lavado (503) medio de bombeo (504) evaporador (505) módulo de evaporación (600) evaporadores (601) caldera (602) módulo del reactor de lodos (700) contenedor de lodos (701) válvulas de entrada (702) placas (703) lecho de secado (704) módulo de mineralización del (800) control maestro (900) pantalla de control maestro (902) interfaz de E/S del control maestro (901) bus de datos (903) control 1 (904) dispositivo de presentación de información (905) intefaz de E/S de control 1 (906) módulo de control de bombas (909) módulo variador de velocidad (908) módulo de contactores de motores (909) módulo de control de electróvalvulas (910) módulo de relevadores (911) módulo de interruptores termomagnéticos (912) módulo de fusibles(913) módulo de control de eléctrodos para reactor de electrólisis (914) módulo de control y lectura de sensores de parámetros (915)