TRATAMIENTO Y RECUPERACIÓN DE LAS AGUAS NO APTAS PARA CONSUMO HUMANO.
Sistema por

El sistema es un reactor por acción físico-química natural provocando una reacción escalonada por la generación masiva de micro burbujas en la biomasa.
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Sistema para el Tratamiento y recuperación de las Aguas, por proceso de: “Ciclo Natural Inducido”

Patente No. 200882

Desarrollo tecnológico para el tratamiento y recuperación de las aguas, independientemente de su caracterización y procedencia, hasta obtener agua potable teniendo como principal reactivo al aire.

Introducción al sistema:
Esta invención, es un sistema para el tratamiento y recuperación de las aguas, que a través de medios electro-mecánicos, se activa la generación y aplicación de medios inducidos, los que al actuar, provocan los cambios: físicos, físico-químicos, biológicos y radiológicos, beneficiándola hasta su potabilización. Estos términos son los que determinan su nombre y descripción.

La operación de este sistema se fundamenta en el siguiente tren de proceso, en donde el influente del agua, descarga a la planta en:
1. La Fuente de Cribado, que cuela o tamiza en movimiento continúo a la materia de mayor tamaño, para posteriormente enviarla al centro de acopio.
2. Las Fuentes de Desbaste Fases I y II, es en donde se sedimenta y flota la materia, dependiendo de su alta o baja densidad; para homogeneizar a la biomasa y a los desechos, posteriormente enviarlos al centro de acopio.
3. El Digestor- Micronizador, se efectúa la licuefacción de la materia principalmente orgánica para obtener micro partículas que por su tamaño y porosidad, logra mojarse totalmente, casi a igualar la densidad del agua, teniendo a la materia pulverizada e hidratada y en suspensión coloidal.
4. Las Fuentes Hidrociclónicas I y II, se efectúa la aireación por micro-burbuja de aire al alimentar simultáneamente aire-agua y dosificándose dos reactivos en partes por millón, tornándose inertes al contacto con el agua, obteniendo gases y micro materia.
Estas aplicaciones, generan cambios moleculares, presentándose en cadena por Lixivadación, Floculación, Gelación y Adición Binaria, de la materia y productos disueltos conformativos de la biomasa, provocando la Oxidación, Reducción y Flotación por la espuma generada masivamente; de los agregados contaminantes del agua.
La función de la micro burbuja de aire (20 a 50 micras de Diám.) con una residencia de 17 a 23 minutos en el cuerpo de agua, al Oxidar y Reducir a la biomasa, tiene la particularidad de tener la capacidad de actuar por atracción molecular por adición binaria con la materia orgánica e inorgánica y la reacción de los compuestos líquidos modificándolos genéricamente como carbonatos, a los gases entrampándolos al seno de la micro burbuja, haciéndola crecer y no dividiéndola, obteniéndose así la flotación de estos compuestos por medio de la espuma, haciendo la separación por extracción-succión para posteriormente enviarla al centro de acopio.

Estas fuentes cuentan con tres recirculaciones para la dilución de la biomasa y el agua tiene un recorrido de 105 a 125 Km con residencia de 1 hr por fuente.
5. La Fuente de Neutralización, en su primera fase se efectúa una filtración y a su vez un intercambio iónico provocando la adsorción y ozonización natural, a través del feldespato volcánico (Piedra pómez) y por consecuencia se realiza el efecto de la lixividación y desgasificación. Como segunda fase, al aplicar diferencial voltaico, se efectúa la electrólisis, la radiodesactivación y la electrocución bacterial, llevándose a cabo una galvanoplagia y electroforesis, esto provocado por la ozonización y la carga eléctrica de partículas, generando micro burbujas y por flotación se hace la separación con la extracción de la espuma generada para posteriormente enviarla al centro de acopio; en la tercera fase, se efectúa la racionalización, esto es, el agua, toma sistemáticamente y racionalmente compuestos del feldespato volcánico (Piedra pómez) y el ambiente para su homogenización.
6. Las Ojivas de Adsorción (1ª Fase de abrillantamiento), en ellas se realiza una fase dual y alternativa, con retrolavados periódicos, obteniendo la adsorción química de gases, desgasificación residual y partículas de residuos radiológicos, además de plaguicidas residuales y retención de partículas de materia residual.
7. Las Membranas de Micro Filtración, esta fase también es dual y alternativa, con retrolavados periódicos; con la retención de micro partículas residuales orgánicas e inorgánicas, apegada a la caracterización reducida según NORMA, además de la colorimetría para alcanzar la 2ª Fase de abrillantamiento final del agua.
8. La Fuente Hidrociclónica III, es en donde el agua tratada y recuperada se regenera, normaliza y estabiliza en su estado físico - químico, aquí como etapa final, únicamente entra en contacto con el aire del ambiente (atmosférico), obteniéndose así la:
Recuperación y potabilización del agua.
9. La Fuente de Retención Temporal y Clorinado, es en donde se caracteriza el agua y se clorina, para su conservación antibacterial, dependiendo de la utilización o confinamiento que se disponga para el efluente.
10. La Nave de Compostamiento (Centro de acopio para procesamiento de lodos) es en donde se micronizan, caracterizan, neutralizan, procesan, benefician y deshidratan los lodos extraídos, para su disposición de fabricación como fertilizantes o alimentos balanceados dependiendo de su procedencia y sanidad.
Esto con el fin de evitar llevarlos al confinamiento sanitario, sobre todo para la disposición de los lodos de las aguas residuales municipales con la complejidad extrema que presentan.
NOTA ADICIONAL:
Con este sistema se tratan también a los gases de combustión y emisión de partículas en el parque industrial y vehicular pesado.
Además del objetivo más importante, trata las aguas de mar (salobres), con eficiencia de recuperación al 100% como agua potable desalinizada sin retorno al mar de salmuera de alta concentración del Cloruro de Sodio (50 – 65 %).



TREN DE PROCESO:

Reiterando: Con los Residuos obtenidos, se hace su acopio, se realiza la molienda, se caracterizan, neutralizan y benefician para su disposición de fabricación como fertilizantes o alimentos balanceados dependiendo de su procedencia y grado de sanidad.
El sistema satisface plenamente los requerimientos, condiciones y caracterizaciones establecidos por Norma para agua potable y de uso corriente (humano) y las necesidades de disponibilidad, cumpliendo con la recuparación y reciclado para usos primarios, apegándose el proceso al ecosistema de las aguas y control ambiental.
Particularidades del sistema:
Las particularidades del sistema en su contexto genérico son:

1. La infraestructura de las estaciones (Fuentes), del tren de proceso y residencia del agua son estáticas, esto es: no tienen elementos en movimiento, (a excepción de las fuentes de cribado y desbaste, que cuentan con la criba de banda, las rastras y flechas helicoidales para la extracción de desechos.
2. Las interfases de transferencia entre las estaciones son los equipos de bombeo, los cuales, por los baleros, flechas e impulsores y el rotor del motor, están sujetos a falla por vida útil ó sobrecarga, así como las válvulas de operación y control.
3. El ciclo de residencia del proceso es de 5 horas aproximadamente, y una vez iniciado, es continuo e indefinido.
4. Es único en el ámbito mundial porque, aún con parámetros máximos de contenidos contaminantes en la agua (biomasa), invariablemente ya procesada, esta se obtiene potable.

5. Como vinculo primordial de acción del proceso, tanto del agua, como el aire son mezclas, quedando hipotéticamente en igualdad molecular (H2, N2, O2), en donde tenemos que:
o (H2) Es una molécula dativa, esto es, que cede.
o (N2) Es una molécula inerte, para fijación (Trihalometanos).
o (O2) Hipótesis activa de la molécula modificativa, esto es: Se cede y modifica.
Nota: El inciso anterior, respalda la acción físico-química natural inducida del sistema.

DIAGRAMA DE LA INTERFASE Y BONDEO O ESPONJADO DEL AGUA POR LA MICRO BURBUJA

6. Es opuesto a los procesos biológicos, que requieren medios acuosos ácidos para la generación bacteriológica y gases (trihalometanos) y por ende la obtención de lodos activados.
7. El sistema neutraliza a la biomasa ácida generadora de bacterias y gases, a medios básicos y neutros estabilizadola en su pH.
8. Con la biomasa en medio básico, se obtienen micro partículas coloidales de cristales (carbonatos), que se floculan y gelatinizan reagrupándolos y flotándolos para su extracción, obteniendo así el acopio de materia de desecho.
9. A todo el desecho obtenido en las diferentes estaciones, se les transporta al área de molienda, para homogeneizarlos, caracterizarlos, neutralizarlos y beneficiarlos para la fabricación de fertilizantes o alimentos balanceados.
10. El control integral del sistema es digitalizado, tanto en los niveles de las fuentes, como en el control de caudales y presiones de las redes de conducción (tuberías), así como también en la operación de los centros de arranque y paro de las motobombas de proceso, dosificación de reactivos y accionamiento de válvulas.

COMPARATIVO DE PARTICULARIDADES DE LOS SISTEMAS.

BIOLOGICO
ANAEROBIO / AEROBIO CICLO NATURAL INDUCIDO
(CINAIN)
1) Siembra enzimática y generación de bacteria. 1) No hay siembra enzimática, hay aplicación de reactivos en partes por millón.
2) Rangos controlados de: acidez, temperatura, alcalinidad, grasa y aceites, compuestos orgánicos, etc. 2) No se requiere el control de estos parámetros, por el contrario grasas y aceites son benéficos al sistema.
3) Procesos lentos, por la residencia del agua para ataque biológico a la materia orgánica (mínimo 5 días DBO5), hasta 22 a 35 días por volumen y aireación del agua. 3) El proceso es de 5 horas de residencia al arranque, continuando el proceso ininterrumpidamente, por tiempo indefinido.
4) El agua contiene bacterias y a través de la enzima se generan más bacterias. 4) Al aplicar los reactivos, mueren las bacterias y además se genera floculo.
5) Propagación de gérmenes por insectos que se plantan en las colonias bacterianas. 5) No hay propagación de gérmenes por la dinámica del proceso.
6) Se controlan 7 a 9 parámetros como máximo correlacionados a residuos orgánicos, a las sales, carbonatos y metales no los inhibe. 6) A toda la biomasa la oxida, separa e inhibe, sea la concentración que contenga el agua.
7) Para cada caracterización de agua residual, se requiere una enzima específica. 7) Si acaso se incrementa la aplicación de reactivos, sería para una más rápida floculación y gelación.
8) Al presentarse caudales excedentes, se hacen barridos clandestinos de bacterias, contaminando cuerpos de agua ajenos en causes de ríos y lagunas. 8) Al presentarse caudales excedentes se reduce el caudal de dilución, aumentando así la capacidad del sistema.
9) El mantenimiento de proceso es muy elevado por la enzima para la generación de bacteria. 9) El mantenimiento de proceso es relativo ya que los reactivos se aplican en partes por millón.
10) El mantenimiento operativo es también muy elevado, por la infraestructura dinámica que conforma a los sistemas. 10) El mantenimiento operativo es de control ya que no hay infraestructura en movimiento.
11) La infraestructura es la dinámica. 11) El agua es la dinámica.
12) Las secciones de filtrado son muy cortas, descenso vertical, (máximo 12,00 Metros, en el filtro biológico). 12) En la fuente de neutralizado se alcanzan distancias lineales mínimas de 100.00 Metros.
13) La piedra del filtro biológico (piedra de bola o grava) es totalmente impermeable; los carbonatos se agregan en polvo. 13) En la fuente de neutralizado, la piedra es permeable, porosa, (feldespato volcánico) con capacidad de tener intercambio molecular, tanto de oxígeno como de carbonatos, además tiene poder adsorbente.
14) Se tiene que cambiar todo el filtro biológico periódicamente, provocando el paro total del sistema. 14) Se extraen las canastillas en forma alternativa cíclicamente retrolavando a presión la piedra, regresando la canastilla a su lugar, recuperando la arena y la materia, enviando el agua a la fuente inicial de cribado, sin detener la operatividad del sistema.
15) El filtro biológico al sacarlo, es imposible desactivarlo, enviándolo así al relleno sanitario. 15) La arena obtenida, así como la materia, se recolectan pasándolas a la sección de caracterización, en donde se desactivan e inhiben, conjuntamente con la materia de las fuentes de cribado, desbaste y retrolavados, procesándolas para la fabricación de composta y/o fertilizantes.

16) Los lodos obtenidos, son activados, peligrosos por su contenido bacteriológico, teniendo la consecuencia de ser mutados.
16) Los lodos obtenidos, en la biomasa, que como ya se mencionó, es caracterizada, molida, desactivada y beneficiada, para la fabricación de composta y/o fertilizantes.
17) Lo anterior lleva a insalubridad para el personal operativo y la propagación de gérmenes. 17) Con este sistema el contacto insalubre es mínimo, no habiendo propagación de gérmenes ya que se cuenta con una sección de diferencial voltaico, en donde toda forma de vida muere por electrocución.
18) El costo - beneficio es muy elevado por la adquisición de la enzima, y la no versatilidad de los sistemas, trae como consecuencia que la calidad del agua obtenida puede ser secundaria y sí garantizada como agua terciaria. En el proceso aerobio, sumado a que su infraestructura requiere de grandes extensiones de terreno para las lagunas de aireación y oxidación. 18) El costo - beneficio se minimiza ya que su operación es versátil, se utilizan reactivos económicos base ácida y la calidad del agua es Primaria garantizada.
Comparando la extensión de terreno, con este sistema, vendría siendo el 5% (cinco por ciento) de lo requerido por el sistema aerobio.
19) Para grandes caudales y volúmenes de agua, el sistema aplicado es el aerobio, con inconvenientes ya citados y en caudales mínimos se aplica el proceso anaerobio. 19) Para grandes caudales y volúmenes de agua, el sistema CINAIN es versátil, así como en caudales mínimos, con los mismos beneficios.
OTRAS VENTAJAS:
20) 20) El sistema trata y potabiliza aguas: salobres, sulfurosas, carbonatosas, ferrosas, residuales tanto industriales como municipales, etc…
21) 21) No importan las concentraciones de medios contaminantes.
22) 22) Como consecuencia, tampoco afecta la caracterización del agua.
23) 23) Reiterando al inciso No. 2), en parámetros extremos el agua puede ser: Alcalina, ácida, con grasas y aceites, hidrocarburos, plaguicidas, compuestos orgánicos e inorgánicos, minerales y sustancias radioactivas.
24) 24) Si los residuos son puros, de procedencia alimentaria, como bagazos o productos proteínicos, al inhibir y beneficiarlos, se fabrican alimentos balanceados.
25) 25) El agua de retrolavado se recircula sin descargas al drenaje.
26) 26) El feldespato volcánico y las membranas de filtración, no se desechan, a través del retrolavado se regeneran.
27) 27) Las caracterizaciones y parámetros a controlar., son abiertos.
28) 28) Se diseña para cualquier propuesta de litros por segundo (Lps).
29) 29) Todo el control del sistema es digitalizado.
30) 30) Por todo lo anterior y más eventos por comprobar, este es un sistema conjugado para tratamiento y potabilización de las aguas.

¿QUE LO HACE DIFERENTE A OTROS SISTEMAS?

1. La infraestructura de las estaciones (fuentes), del tren de proceso del agua son estáticas, esto es: no tienen elementos en movimiento, (a excepción de las fuentes de cribado y desbaste, que cuentan con: la criba de banda, las rastras y las flechas helicoidales para hacer el acopio y la extracción de desechos).

2. Las interfases de transferencia entre estaciones son los equipos de bombeo, los cuales, por los baleros, flecha e impulsores y el rotor del motor, así como las válvulas de operación y control, están sujetos a falla por vida útil ó sobrecarga

3. El ciclo de residencia del proceso es de cinco horas aprox. y una vez iniciado es continuo e indefinido, siendo único en el ámbito mundial.

4. Aun con parámetros máximos de contenidos contaminantes en el agua, invariablemente ya procesada, esta es primaria.

5. Como vínculo primordial de acción del proceso, tanto el agua (H2O) como el aire (N2O), son mezclas, quedando hipotéticamente en igualdad molecular (H2, N2, O2) en donde tenemos que:
-HIDRÓGENO: (H2) ES UNA MOLÉCULA DATIVA, ESTO ES, QUE CEDE.
-NITRÓGENO: (N2) ES UNA MOLÉCULA INERTE PARA FIJACIÓN (TRIHALOMETANOS).
-OXIGENO: (O= + O=) = (O2) HIPÓTESIS IÓNICA REACTIVA DE LA MOLÉCULA MODIFICATIVA, ESTO ES: SE CEDE Y MODIFICA. (ANIONES = ÁCIDOS; CATIONES = METALES).
NOTA: EL INCISO ANTERIOR RESPALDA LA ACCIÓN FÍSICO-QUÍMICA DEL SISTEMA.

6. Es opuesto a los procesos biológicos que requieren medios acuosos ácidos para la generación bacteriológica y gases (trihalometanos) y por ende la obtención de lodos activados.

7. El sistema neutraliza a la biomasa ácida estabilizándola.

8. Teniendo a la biomasa en medio básico, se obtienen micro partículas coloidales de cristales que se floculan y gelatinizan reagrupándolos y flotándolos para su extracción obteniendo así el acopio de materia de desecho.

9. A todo el medio bacteriológico se electrocuta e ióniza eliminándose por flotación a través de la generación de espuma conjuntamente con la partícula metálica en la zona de electrolisis de la fuente de neutralización.

10. El control integral del sistema es digitalizado, tanto en niveles de las fuentes, como en los caudales y presiones de las redes de conducción (tuberías), así como en el control operativo de los centros de arranque y paro de las motobombas de proceso, dosificación de reactivos y accionamiento de válvulas.

11. Se hace el acopio de desechos, caracterizándolos para posteriormente como masa homogénea neutralizarlos y estabilizarlos para la fabricación de fertilizantes.

12. Los precios por m3 de infraestructura CINAIN, tienen niveles abajo o similares a las infraestructuras aerobias o anaerobias.
13. La calidad del agua obtenida por proceso CINAIN es para reciclaje en uso primario.

Páginas web:
www.prodigyweb.net.mx/georcacinain
http://aquatic.unizar.es/N3/art1509/tratagua.htm

>> Autor: GERMÁN ALBERTO ORTEGA AMÉZCUA O (14/12/2003)
>> Fuente: DIA. Ing. Germán Alberto Ortega Amézcua

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