MX2010011581A - Lechos mejorados de resina halogenada. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de tratamiento de agua que comprende un lecho de resina halogenada generalmente cilíndrico que comprende un tiempo de contacto con el lecho vacío mayor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad de fluido menor que 0.5 cm/s, en donde la proporción dimensional es la relación de la longitud del lecho de resina halogenada con respecto al diámetro del lecho de resina halogenada; y en donde la velocidad del fluido es el cociente de la velocidad de flujo volumétrico del sistema de tratamiento de agua y el área de sección transversal del lecho de resina halogenada; y en donde el lecho de resina halogenada mejora la remoción de los contaminantes con relación a un sistema de tratamiento de agua correspondiente que tiene una proporción dimensional mayor que 0.8.

Description

LECHOS MEJORADOS DE RESINA HALOGENADA Campo de la Invención Los sistemas de tratamiento de agua descritos aquí se refieren en general a sistemas de tratamiento de agua que comprenden lechos de resina halogenada adecuados para remover los contaminantes del agua.

Antecedentes de la Invención Más de 1000 millones de personas carecen de acceso a cantidades confiables y suficientes de agua para beber segura o potable. Los contaminantes llevados por el agua pueden plantear un riesgo crítico para la salud para el público en general, incluyendo las poblaciones vulnerables, tales como los niños, los ancianos, y aquellos afligidos con la enfermedad, si no son removidos del agua para beber. Un estimado de seis millones de personas mueren cada año, la mitad de las cuales son niños menores de 5 años de edad, a causa de agua para beber contaminada. La U.S Enviromental Protection Agency Science Advisory Board considera que el agua para beber contaminada es uno de los riesgos más grandes para la salud del público.

Muchos confían en el agua subterránea como su única fuente de agua, el agua subterránea se cree que va a ser relativamente pura debido a su percolación a través de la capa vegetal superior; sin embargo, la investigación ha REF.214889 mostrado que hasta 50 % de los sitios de agua subterránea activos en los Estados Unidos de América resultaron positivos en una prueba para contaminantes llevados por el agua. Los contaminantes llevados por el agua pueden incluir microorganismos o microbios, incluyendo virus, tales como enterovirus (de la polio, Coxsackie, echovirus, hepatitis) , rotavirus y otros reovirus, agentes del tipo de los adenovirus de Norwalk, otros microbios incluyendo hongos (incluyendo hongos y levaduras), bacterias (incluyendo salmonela, shigella, yersinia, micobacterias , enterocolíticas , E. coli, Campylobacter, Legionella, Cólera), flagelados, amibas, criptosporidium, Giardia, otros protozoarios , priones, proteínas, y ácidos nucleicos, pesticidas y otros agroquímicos , incluyendo substancias químicas orgánicas, substancias químicas inorgánicas, substancias químicas orgánicas halogenadas y otros desechos. En consecuencia, la eliminación de contaminantes llevados por el agua puede ser necesaria para proporcionar agua potable para beber para el público en general; agua para uso de emergencia durante desastres naturales y ataques terroristas; agua para uso recreativo, tales como caminata y acampar; y agua para medios ambientes en los cuales el agua debe ser reciclada, tales como aeronaves y naves espaciales.

Los sistemas de tratamiento de agua que comprenden una resina halogenada han sido utilizados ventajosamente para remover los patógenos microbianos del agua. Un sistema de tratamiento de agua convencional puede comprender generalmente un lecho de resina halogenada cilindrico, que comprende una longitud de al menos dos veces mayor que su diámetro. Esto puede ser problemático a causa del costo relativamente elevado de la resinas halogenadas y de los costos de fabricación relativamente elevados de los sistemas de tratamiento de agua.

Por lo tanto, es deseable un sistema de tratamiento de agua más eficiente y/o económico.

Breve Descripción de la Invención De acuerdo con ciertas modalidades, se describe un sistema de tratamiento de agua más eficiente y más efectivo en cuanto al costo.

En ciertas modalidades, un sistema de tratamiento de agua puede comprender generalmente un lecho de resina halogenada generalmente cilindrico, que comprende un tiempo de contacto con el lecho vacío mayor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad del fluido menor que 0.5 cm/s, en donde la proporción dimensional es la relación de la longitud del lecho de resina halogenada con respecto al diámetro del lecho de resina halogenada; y en donde la velocidad del fluido es el cociente de la velocidad de flujo volumétrico del sistema de tratamiento de agua y el área de sección transversal del lecho de resina halogenada; y en donde el lecho de resina halogenada mejora la remoción de los contaminantes con relación a un sistema de tratamiento de agua correspondiente que tiene una proporción dimensional mayor que 0.8.

Breve Descripción de las Figuras Las diversas modalidades de los sistemas de tratamiento de agua descritos aquí pueden ser mejor entendidas por la consideración de la siguiente descripción en conjunción con las figuras que se anexan.

La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una modalidad de un sistema de tratamiento de agua.

La figura 2 ilustra una vista en sección de una modalidad de un sistema de tratamiento de agua.

Descripción Detallada de la Invención A. Definiciones Cuando se utilice generalmente aquí, el término "que comprende" se refiere a varios componentes empleados conjuntamente en la manufactura y/o el uso de los sistemas de tratamiento de agua descritos aquí. En consecuencia, los términos "que consiste esencialmente de" y "que consiste de" están incluidos en el término "que comprende" .

Cuando se utilice generalmente aquí, los artículos que incluyen "el", "un", y "una" se refiere a uno o más de aquellos que son reivindicados o descritos.

Cuando se utilicen generalmente aquí, los términos "incluir", "incluye" y "que incluye" se entiende que van a ser no limitativos.

—¦ Cuando se utilicen generalmente aquí, los términos "tiene", "tener" y "que tiene", se entiende que van a ser no limitativos .

Todas las cantidades numéricas establecidas aquí son cantidades aproximadas a menos que se establezca de otra manera, significando que el término "aproximadamente" puede ser inferido cuando no es establecido expresamente. Las cantidades numéricas descritas aquí van a ser entendidas no en su sentido estrictamente limitativo con respecto a los valores numéricos exactos descritos. En lugar de esto, a menos que se establezca de otra manera, cada valor numérico fue propuesto para que signifique tanto el valor descrito como un intervalo funcionalmente equivalente que rodea a este valor. Sin importar las aproximaciones de las cantidades numéricas establecidas aquí, las cantidades numéricas descritas en los ejemplos específicos de los valores medidos reales son reportadas tan precisamente como sea posible.

Todos los intervalos numéricos establecidos aquí incluyen todos los sub- intervalos asumidos allí. Por ejemplo, un intervalo de "1 a 10" está propuesto para incluir todos los sub- intervalos entre y que incluyen el valor mínimo descrito de 1 y el valor máximo descrito de 10. cualquier limitación numérica máxima descrita aquí está propuesta para que incluya todas las limitaciones numéricas inferiores. Cualquier limitación numérica mínima descrita aquí está propuesta para incluir todas las limitaciones numéricas más elevadas .

Cuando se utilice generalmente aquí, el término "contaminante" se refiere a cualquier agente indeseable en un fluido, por ejemplo, un gas, un vapor, un líquido, o una solución. "Contaminante" incluye, por ejemplo, pero no está limitado a, microorganismos o microbios (así como las formas reproductoras de los microorganismos, incluyendo los quistes y las esporas) incluyendo virus, tales como enterovirus (polio, Coxsackie, echovirus, hepatitis, calcivirus, astrovirus) , rotavirus y otros reovirus, agentes del tipo de los adenovirus de Norwalk, el agente viral Snow Mountain, hongos, (incluyendo hongos y levaduras); helmintos; bacterias (incluyendo salmonela, shigella, yersinia, coliformes fecales, micobacterias , enterocolíticas , E. coli, Campylobacter, Serratia, Streptococcus, Legionella, Cholera) ; flagelados; amibas; criptosporidium, Giardia, otros protozoarios ; priones; y proteínas y ácidos nucleicos.

Cuando se utilice generalmente aquí, el término "remover contaminantes" se refiere a retirar uno o más contaminantes en el fluido, ya sea por la remoción física y/o química, reduciendo, destruyendo, modificando, inactivando, y/o separando los contaminantes, o haciendo de otra manera no perjudiciales para uno o más contaminantes. En ciertas modalidades, el mismo puede incluir la remoción de uno o más contaminantes pero excluyendo específicamente uno o más tipos, grupos, categorías o contaminantes identificados específicamente. En ciertas modalidades, la misma puede incluir uno o más contaminantes, o puede incluir solamente un contaminante particular, o puede excluir específicamente uno o más contaminantes .

Cuando se utilice generalmente aquí, el término "valor de reducción logarítmica" se refiere al log10 del nivel de los contaminantes, típicamente el número de microorganismos, en el material de entrada dividido entre el nivel de los contaminantes, típicamente el número de microorganismos, en el material de salida. Por ejemplo, una reducción 4 log en los contaminantes es >99.99 % de reducción de los contaminantes y una reducción 5 Log en . los contaminantes es >. 99.999 % de reducción en los contaminantes .

Cuando se utilice generalmente aquí, el término "exterminio microbiano" se refiere a las propiedades bactericidas y virucidas.

Cuando se utilice generalmente aquí, el término "yodo residual" se refiere al yodo que permanece en el fluido. En ciertas modalidades, el yodo residual puede ser de 0.5-4.0 mg/1.

Cuando se utilice generalmente aquí, el término "medio sorbente" se refiere a cualquier material que pueda absorber o adsorber al menos un contaminante y/o al menos un halógeno. En general, materiales "absorbentes" pueden incluir materiales capaces de extraer substancias, incluyendo contaminantes, en sus superficies o estructuras, y los materiales "adsorbentes" pueden incluir materiales que son capaces de retener físicamente substancias, incluyendo contaminantes, sobre sus superficies externas.

Esta descripción menciona varias características, aspectos, y ventajas de varias modalidades de los sistemas del tratamiento de agua. Sin embargo, se entiende que esta descripción abarca numerosas modalidades alternativas que pueden ser efectuadas por la combinación de cualquiera de las diversas características, aspectos, y ventajas de las diversas modalidades descritas aquí en cualquier combinación o subcombinación que una persona con experiencia ordinaria en el arte pueda encontrar útil. Por ejemplo, ciertas modalidades descritas aquí pueden ser adecuadas para el tratamiento de agua doméstica o el tratamiento de agua publica .

B. Consideraciones Generales Un sistema de tratamiento de agua que comprende un lecho de resina hidrogenada puede liberar una cantidad efectiva de halógenos en el fluido contaminado que pasa a través del mismo para remover los contaminantes en el mismo.

Sin que se desee que esté limitado por cualquier teoría particular, la remoción de los~ contaminantes por un sistema de tratamiento de agua que comprende un lecho de resina halogenada puede ser descrito por la ecuación (1) : Remoción oe v x (EBCT) (1) en donde V es el volumen del lecho de la resina halogenada y EBCT es el tiempo de contacto con el lecho vacío del fluido que pasa a través del mismo.

Como se muestra por la ecuación (1) , la remoción de los contaminantes por un sistema de tratamiento de agua puede depender generalmente del volumen del lecho de resina halogenada. El volumen de un lecho de resina halogenada, cilindrico, puede ser descrito por la ecuación (2) : V = A x L KD2L (2) 4 en donde A es el área del lecho de resina halogenada, L es la longitud del lecho de resina halogenada, y D es el diámetro del lecho de resina halogenada. Como es mostrado en la ecuación (2) el volumen del lecho de resina halogenada puede ser incrementado por el aumento de su longitud.

Como se muestra por la ecuación (1), la remoción de los contaminantes por un sistema de tratamiento de agua también puede depender generalmente de EBCT. La EBCT de un lecho de resina halogenada puede ser descrito por la ecuación (3 ) : (EBCT) = V (3) F en donde V es el volumen del lecho de resina halogenada y F es la velocidad de flujo volumétrico del sistema de tratamiento de agua. Cuando se utilice generalmente aquí, el término "EBCT" se refiere al período de tiempo que el fluido permanece en contacto con el lecho de resina halogenada. Como se muestra por la ecuación (3), el EBCT de un sistema de tratamiento de agua puede ser incrementado por el aumento de volumen de la resina halogenada. Como es mostrado por la ecuación (2), el volumen del lecho de resina halogenada puede ser incrementado por el aumento de su longitud.

De acuerdo con los principios generales del tratamiento de agua y el diseño descritos anteriormente, un sistema de tratamiento de agua convencional puede ser diseñado generalmente para maximizar la longitud del lecho de resina halogenada para aumentar su volumen. En consecuencia, un sistema de tratamiento de agua convencional puede comprender generalmente un lecho de resina halogenada, cilindrico, que comprende una longitud al menos dos veces mayor que su anchura, o una proporción dimensional de al menos 2.

C. Sistemas de tratamiento de agua En ciertas modalidades, un sistema de tratamiento de agua puede comprender generalmente un lecho de resina halogenada generalmente cilindrico que comprende un tiempo de contacto con el lecho vacío mayor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad de flujo menor que 0.5 cm/s; en donde la proporción dimensional es calculada de acuerdo con la ecuación (4) : proporción dimensional = L (4) D en donde L es la longitud del lecho de resina halogenada y D es el diámetro del lecho de resina halogenada; en donde la velocidad del fluido es calculada de acuerdo con la ecuación (5) : Velocidad del fluido = F = F (5) A ?p?2 4 en donde F es la velocidad del flujo volumétrico del sistema de tratamiento de agua y A es el área de sección transversal del lecho de resina halogenada; y en donde el lecho de resina halogenada mejora la remoción de los materiales contaminantes con relación a un sistema de .tratamiento de agua correspondiente que tiene una proporción dimensional mayor que 0.8.

En ciertas modalidades, el lecho de resina halogenada puede comprender un EBCT mayor que 1 segundo . En al menos una modalidad, el EBCT puede estar entre 1 segundo y 30 segundos. En al menos una modalidad, el EBCT puede estar entre 3 segundos y 15 segundos. En al menos una modalidad, el EBCT puede estar entre 8 segundos y 13 segundos. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender un EBCT menor que 1 segundo.

En ciertas modalidades, el lecho de resina halogenada puede comprender una proporción dimensional menor que 1. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender una proporción dimensional menor que 0.8. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender una proporción dimensional entre 0.4 y 0.8. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender una proporción dimensional menor que 0.4. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender una proporción dimensional entre 0.3 y 0.4. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender una proporción dimensional menor que 0.3.

En ciertas modalidades, el lecho de resina halogenada puede comprender una velocidad de fluido menor que 0.5 cm/s. En al menos una modalidad, la velocidad de fluido puede estar entre 0.3 cm/s y 0.5 cm/s. En al menos una modalidad, la velocidad de fluido puede ser menor que 0.3 cm/s. En al menos una modalidad, la velocidad de fluido puede estar entre 0.15 cm/s y 0.24 cm/s. En al menos una modalidad, la velocidad de fluido puede ser menor que 0.15 cm/s. En al menos una modalidad, la velocidad de fluido puede ser mayor que 0.5 cm/s .

En ciertas modalidades, el sistema de tratamiento de agua puede comprender una reducción log 4 hasta log 5, una reducción log 5 hasta log 6, una reducción log 6 hasta log 7. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede comprender un exterminio microbiano mayor que 3. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede comprender un exterminio microbiano mayor que 4.

En ciertas modalidades, la forma del lecho de resina halogenada puede comprender un poliedro, un elemento diferente de un poliedro y cualquier combinación de los mismos. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender generalmente un cubo, un tetraedro, un prisma, un cilindro, una esfera, un cono, un toro, una pirámide y cualquier combinación de los mismos. En ciertas modalidades, la dimensión de la sección transversal del lecho de resina halogenada puede comprender generalmente un polígono, un elemento diferente de un polígono, y cualquier combinación de los mismos. En al menos una modalidad, la dimensión transversal del lecho de resina halogenada puede comprender generalmente un círculo, elipse, paralelogramo, rectángulo, cuadrado, trapezoide, triangulo y cualquier combinación de los mismos.

En ciertas modalidades, el sistema de tratamiento de agua puede comprender generalmente un lecho de resina halogenada generalmente cilindrico. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender un cilindro. En al menos una modalidad, el diámetro del lecho de resina halogenada puede ser mayor que dos veces su longitud. En al menos una modalidad, el diámetro del lecho de resina halogenada puede ser mayor que cinco veces su longitud. En al menos una modalidad, el diámetro del lecho de resina halogenada puede ser mayor que diez veces su longitud. En al menos una modalidad, el diámetro del lecho de resina halogenada puede ser mayor que cincuenta veces su longitud. En al menos una modalidad, el diámetro del lecho de resina halogenada puede ser mayor que cien veces su longitud. En al menos una modalidad, el diámetro del lecho de resina halogenada puede ser igual a su longitud.

Con referencia a las figuras 1 y 2, ciertas modalidades del sistema de tratamiento de agua 100 pueden comprender generalmente al menos una entrada 110 en comunicación de fluido con al menos una salida 120, y un lecho de resina halogenada 130 intermedio con respecto a la entrada 110 y la salida 120. En al menos una modalidad, la entrada 110 puede estar adyacente al lecho de resina halogenada 130. En al menos una modalidad, la salida 120 puede estar adyacente al lecho de resina halogenada 130. En al menos una modalidad, el material de entrada puede introducirse al sistema de tratamiento de agua 100 por medio de la entrada 110. En al menos una modalidad, el material de salida puede salir del sistema de tratamiento de agua 100 a través de la salida 120. En al menos una modalidad, la dirección del flujo de fluido puede ser desde la entrada 110 hacia la salida 120. En al menos una modalidad, la dirección del flujo de fluido puede ser desde la entrada 110 hacia la salida 120 a lo largo del eje z.

En ciertas modalidades, un sistema de tratamiento de agua puede comprender generalmente al menos una resina halogenada. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede comprender dos o más lechos de resinas halogenadas . En al menos una modalidad, la resina halogenada puede comprender los halógenos seleccionados del grupo que consiste de cloro, bromo, yodo, y cualquier combinación de los mismos. En al menos una modalidad, la resina halogenada puede ser seleccionada del grupo que consiste de resinas cloradas, resinas bromadas, resinas yodadas, resinas halogenadas con una cantidad baja de residuos, y cualquier combinación de las mismas. En al menos una modalidad, la resina halogenada puede comprender una resina yodada. En al menos una modalidad, la resina halogenada con bajo contenido de residuos puede comprender una resina yodada con bajo contenido de residuos.

En ciertas modalidades, la resina halogenada puede I comprender una resina yodada que comprende una resina de intercambio iónico de base yodada de los aniones de poliyoduro unidos a las cargas fijas de amina cuaternaria de un polímero. En al menos una modalidad, la resina yodada puede comprender una resina para válvula de verificación de los microbios o MCV® . La resina para MCV® puede comprender una resina de intercambio iónico de base fuerte, yodada, de aniones de poliyoduro unidos a las cargas positivas fijas de amina cuaternaria de un copolímero de poliestireno-divinilbenceno . En al menos una modalidad, la resina halogenada puede comprender una resina de MCV® regenerativa . En al menos una modalidad, la resina de MCV® regenerativa puede comprender un lecho empacado de yodo elemental cristalino para producir una solución acuosa saturada que puede rellenar la resina de MCV® agotada.

En ciertas modalidades, la resina halogenada puede comprender una resina halogenada de bajo contenido de residuos. Cuando se utilice generalmente aquí, la resina halogenada "de bajo contenido de residuos" se refiere a una resina halogenada que puede liberar menos halógenos que una resina halogenada "clásica" cuando se expone a agua desionizada. En al menos una modalidad, el yodo liberado desde una resina yodada de bajo contenido de residuos puede ser menor que 4 ppm de yodo. En al menos una modalidad, el yodo liberado desde una resina yodada de bajo contenido de residuos puede variar desde menos de 0.1-3 ppm. En al menos una modalidad, el yodo liberado desde una resina yodada de bajo de contenido de residuos puede variar desde 0.1-2 ppm. En al menos una modalidad, el yodo liberado desde una resina yodada de bajo contenido de residuos puede variar desde 0.2-1 ppm. En al menos una modalidad, el yodo liberado desde una resina yodada de bajo contenido de residuos puede variar desde 0.5-1 ppm. En al menos una modalidad, el yodo liberado desde una resina yodada de bajo contenido de residuos puede variar desde 0.2-0.5 ppm. En al menos una modalidad, el yodo liberado desde una resina yodada de bajo contenido de residuos puede ser menor que 0.2 ppm.

En ciertas modalidades, un sistema de tratamiento de agua puede comprender generalmente al menos un medio sorbente en comunicación de fluido con el lecho de resina halogenada. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede comprender dos o más medios sorbentes. En al menos una modalidad, el medio sorbente puede estar intermedio entre la entrada y la salida. En al menos una modalidad, el medio sorbente puede comprender al menos una barrera depuradora de halógeno. En al menos una modalidad, la barrera depuradora de halógeno puede estar corriente abajo desde el lecho de resina halogenada. En al menos una modalidad, la barrera depuradora de halógeno puede estar intermedia entre el lecho de resina halogenada y la salida. En al menos una modalidad, la barrera depuradora de halógeno puede estar en comunicación de fluido directa con el lecho de resina halogenada. En al menos una modalidad, la barrera depuradora de halógeno puede estar adyacente a la salida.

Cuando se utilice generalmente aquí, el término "barrera depuradora de halógeno" se refiere a cualquier material que pueda remover o reducir la concentración de los halógenos en un fluido por la absorción o adsorción de los halógenos, y/o convertir los halógenos a la forma iónica. En al menos una modalidad, la barrera depuradora de halógeno puede comprender un material absorbente. En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede remover o reducir la concentración de los halógenos en un fluido por absorción, o la filtración por el tamaño del microporo. En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede comprender un material adsorbente. En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede remover o reducir la concentración de los halógenos en un fluido por la absorción, o por la filtración con una carga electroquímica.

En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede remover o reducir la concentración de los halógenos en el fluido que pasa a través de la misma. En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede remover substancialmente la totalidad de los halógenos en el fluido. En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede dejar el yodo residual en el fluido. En al menos una modalidad, el yodo residual puede ser efectivo para retardar o inhibir el crecimiento microbiano durante el almacenamiento, el transporte, y/o la distribución del fluido.

En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede comprender carbón, carbón activado, resinas de intercambio iónico, y cualquier combinación de las mismas. En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede comprender una resina de intercambio iónico. En al menos una modalidad, la barrera depuradora del halógeno puede comprender una resina de intercambio aniónico de base fuerte. En al menos una modalidad, la resina de intercambio iónico puede comprender grupos trialquil amina que comprenden cada uno grupos de alquilo que contienen desde 3 hasta 8 átomos de carbono. En al menos una modalidad, la resina de intercambio iónico puede comprender Iodosorb® disponible comercialmente de Water Security Corporation, Sparks, NV. Iodosorb® puede comprender generalmente grupos de trialquil amina que comprenden cada uno grupos alquilo que contienen 3 a 8 átomos de carbono que pueden ser capaces de remover halógenos, incluyendo yodo y/o yoduro, del agua.

En ciertas modalidades, el sistema de tratamiento de agua puede comprender una cámara que comprende un espacio vacío. En al menos una modalidad, la cámara puede estar intermedia entre la entrada y el lecho de resina halogenada. En al menos una modalidad, la cámara puede estar intermedia entre el lecho de resina halogenada y la salida. En al menos una modalidad, la cámara puede estar intermedia entre el lecho de resina halogenada y la barrera depuradora del halógeno. En al menos una modalidad, la cámara puede estar en comunicación de fluido directa con el lecho de resina halogenada .

En ciertas modalidades, el sistema de tratamiento de agua puede comprender un alojamiento. En al menos una modalidad, el alojamiento puede comprender un eje longitudinal a lo largo del eje z en donde al menos uno de la entrada, la salida, el lecho de resina halogenada, la barrera depuradora de halógeno, y la cámara, puede estar espaciado a lo largo del eje longitudinal. En al menos una modalidad, la dirección del flujo de fluido puede ser desde la entrada hacia la salida a lo largo del eje longitudinal. El alojamiento puede comprender cualquier material adecuado, tal como, por ejemplo, pero sin estar limitado a, vidrio, metal, cerámica, plástico, y cualquier combinación de los mismos. El alojamiento puede comprender cualquier forma adecuada, tal como, por ejemplo, pero sin estar limitado a, un poliedro, un elemento diferente de un poliedro, y cualquier combinación de los mismos.

En ciertas modalidades, las dimensiones del lecho de resina halogenada puede ser configuradas independientemente para mejorar la remoción de los contaminantes que pasan a través del mismo. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la proporción dimensional. En al menos una modalidad, al menos una de la longitud, anchura, profundidad, altura, diámetro, perímetro, circunferencia, dimensión de la sección transversal, área, volumen y cualquier combinación de los mismos, del lecho de resina halogenada, pueden ser configuradas independientemente para mejorar la proporción dimensional. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede comprender un lecho de resina halogenada generalmente cilindrico, en donde la longitud y el diámetro pueden ser configurados independientemente para mejorar la proporción dimensional. En al menos una modalidad, la proporción dimensional puede ser mejorada para aumentar el diámetro y/o para reducir la longitud del lecho de resina halogenada .

En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la proporción dimensional proporcionando una proporción dimensional menor que 1. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la proporción dimensional proporcionando una proporción dimensional menor que 0.8. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada, pueden ser configuradas independientemente para mejorar la proporción dimensional por la provisión de una proporción dimensional menor que 0.4. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la proporción dimensional por la provisión de una proporción dimensional de entre 0.3 y 0.4. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la proporción dimensional por la provisión de una proporción dimensional menor que 0.3.

En ciertas modalidades, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad de flujo del fluido que pasa a través del mismo. En al menos una modalidad, al menos una de la longitud, anchura, profundidad, altura, diámetro, perímetro, circunferencia, dimensión de la sección transversal, área, volumen, y cualquier combinación de los mismos, del lecho de resina halogenada pueden ser configurados independientemente para mejorar la velocidad del fluido. En al menos una modalidad, al menos uno de la longitud, anchura, profundidad, altura, diámetro, perímetro, circunferencia, dimensión de la sección transversal, área, volumen y cualquier combinación de los mismos, del lecho de resina halogenada, pueden ser configurados independientemente para reducir la velocidad del fluido. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede comprender un lecho de resina halogenada substancialmente cilindrico en donde la longitud y el diámetro pueden ser configurados independientemente para mejorar la velocidad del fluido. En al menos una modalidad, la velocidad del fluido puede ser mejorada por el incremento del diámetro y/o la reducción de la longitud del lecho de resina halogenada. En al menos una modalidad, la velocidad del fluido puede ser mejorada para incrementar el área de sección transversal del lecho de resina halogenada.

En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad del fluido por la reducción de la velocidad del fluido. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad del fluido por la provisión de una velocidad del fluido menor que 0.5 cm/s. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad del fluido por la provisión. de una velocidad del fluido que puede estar entre 0.3 cm/s y 0.5 cm/s. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad del fluido por la provisión de una velocidad del fluido menor que 0.3 cm/s. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad del fluido por la provisión de una velocidad del fluido que puede estar entre 0.15 cm/s y 0.24 cm/s. En al menos una modalidad, las dimensiones del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad del fluido proporcionando una velocidad del fluido que puede ser menor que 0.15 cm/s. En al menos una modalidad, las dimensiones, del lecho de resina halogenada pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad del fluido por la provisión de una velocidad del fluido mayor que 0.5 cm/s.

En ciertas modalidades, las dimensiones del lecho de resina halogenada, de la barrera del depurador de halógeno, y/o de la cámara, pueden ser configuradas independientemente para mejorar la velocidad del fluido, del fluido que pasa a través del lecho de resina halogenada. En al menos una modalidad, la longitud, anchura, profundidad, altura, diámetro, perímetro, circunferencia, dimensión de la sección transversal, área, y/o volumen de la barrera depuradora del halógeno y/o de la cámara, puede ser menor que, mayor que o igual a la longitud, anchura, profundidad, altura, diámetro, perímetro, circunferencia, dimensión de la sección transversal, área, y/o volumen del lecho de resina halogenada. En al menos una modalidad, la longitud, anchura, profundidad, altura, diámetro, perímetro, circunferencia, dimensión de la sección transversal, área, y/o volumen de la barrera depuradora del halógeno puede ser menor que, mayor que, o igual a la longitud, anchura, profundidad, altura, diámetro; perímetro, circunferencia, dimensión de sección transversal, área, y/o volumen de la cámara .

De acuerdo con los principios generales del tratamiento de agua y el diseño descrito anteriormente, la remoción de los contaminantes por un sistema de tratamiento de agua que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional menor que 0.8, puede ser predicho que va a ser semejante a la remoción de los contaminantes por un sistema de tratamiento de agua que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional de al menos 2 si cada sistema de tratamiento de agua comprende volúmenes semejantes de lechos de resina halogenada y EBCTs . Como se describe posteriormente, un sistema de tratamiento de agua que comprende generalmente un lecho de resina halogenada que comprende una EBCT mayor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad del fluido menor que 0.5 cm/s puede mejorar la remoción de los contaminantes con relación a un sistema de tratamiento de agua correspondiente que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional menor que 0.8. Sin que se pretenda que esté limitado por cualquier teoría particular, la remoción de los contaminantes por un sistema de tratamiento de agua que comprende un lecho de resina halogenada también puede depender de la proporción dimensional del lecho de resina halogenada y/o de la velocidad de fluido del agua que pasa a través del lecho de resina halogenada.

Una comparación de una cierta modalidad de un sistema de tratamiento de agua que comprende generalmente un lecho de resina halogenada que comprende un tiempo de contacto con el lecho vacío menor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad del fluido menor que 0.5 cm/s ("Sistema 1") y un sistema de tratamiento de agua correspondiente que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional mayor que 0.8 ("Sistema 2") en el cual cada sistema de tratamiento de agua comprende volúmenes semejantes de los lechos de la resina halogenada y EBCTs se ilustran en la tabla 1.

Tabla 1 Como se muestra en la tabla 1, la velocidad del fluido, del sistema de tratamiento de agua que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional inferior puede ser menor que la velocidad del fluido de un sistema de tratamiento de agua correspondiente, que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional más elevada. Sin que se desee que esté limitado por cualquier teoría particular, el cambio en la velocidad del fluido puede depender al menos del diámetro del lecho de resina halogenada y/o la dimensión de la sección transversal del lecho de resina halogenada. Con referencia a la ecuación (5) , la relación entre la velocidad del fluido y el diámetro del lecho de resina halogenada pueden ser descritas generalmente por la ecuación (6) : Velocidad del fluido 8 1 (6) D2 Como se muestra en la ecuación (6) , la velocidad del fluido puede ser inversamente proporcional al cuadrado del diámetro del lecho de resina halogenada. En consecuencia, la velocidad del fluido de un sistema de tratamiento de agua que comprende un lecho de. resina halogenada que comprende un diámetro más grande puede ser menor que la velocidad de fluido de un sistema de tratamiento de agua correspondiente que comprende un lecho de resina halogenada que comprende un diámetro más pequeño.

En ciertas modalidades, un sistema de tratamiento de agua que comprende generalmente un lecho de resina halogenada que comprende un EBCT mayor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad del fluido menor que 0.5 cm/s puede comprender una velocidad del fluido menor que dos veces la velocidad del fluido de un sistema de tratamiento de agua correspondiente que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional mayor que 0.8. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender una velocidad del fluido menor que cinco veces la velocidad del fluido del lecho de resina halogenada correspondiente. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender una velocidad del fluido menor que diez veces la velocidad del fluido del lecho de resina halogenada correspondiente. En al menos una modalidad, el lecho de resina halogenada puede comprender una velocidad del fluido menor que cincuenta veces la velocidad del fluido del lecho de resina halogenada correspondiente.

En ciertas modalidades, un sistema de tratamiento de agua que comprende generalmente un lecho de resina halogenada que comprende un EBCT mayor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad del fluido menor que 0.5 cm/s puede mejorar la remoción de los contaminantes del agua por la reducción de la velocidad del fluido a través del mismo con relación al sistema del tratamiento de agua correspondiente que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional mayor que 0.8. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede mejorar substancialmente la remoción de los contaminantes por la reducción de la velocidad del fluido a través del mismo con relación a un sistema de tratamiento de agua correspondiente que comprende un lecho de resina halogenada que comprende una proporción dimensional mayor que 0.8. Sin que se desee que esté limitado por alguna teoría particular, la mejora puede ser descrita por un fenómeno de captura dependiente de la velocidad. En al menos una modalidad, un lecho de resina halogenada que comprende un EBCT mayor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad del fluido menor que 0.5 cm/s puede ejercer una fuerza sobre los contaminantes que pasan a través del mismo mientras que están en proximidad con los sitios funcionales fijos sobre el lecho de resina halogenada durante un período. más prolongado de tiempo que un lecho de resina halogenada correspondiente que comprende una proporción dimensional mayor que 0.8. Sin que se desee que esté limitado por alguna teoría particular, el período más prolongado de tiempo puede mejorar el exterminio microbiano y/o el valor de reducción logarítmica del sistema de tratamiento de agua.

En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede mejorar la remoción de los contaminantes por al menos una reducción log 0.4 cuando ambos sistemas son medidos a una velocidad de flujo volumétrico de 150 ml/min y una concentración del MS2 de entrada de 5 log PFU/ml. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede mejorar la remoción de los contaminantes por una reducción log 0.4 hasta una reducción log 3.5 cuando ambos sistemas son medidos a una velocidad del flujo volumétrico de 150 ml/min y una concentración del MS2 de entrada de 5 log PFU/ml. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede mejorar la remoción de los contaminantes ^ en al menos una reducción log 3.0 cuando ambos sistemas son medidos a una velocidad del flujo volumétrico de 150 ml/min y una concentración del MS2 de entrada de 5 log PFU/ml. En al menos una modalidad, el sistema de tratamiento de agua puede mejorar la remoción de los contaminantes por una reducción log 0.5 hasta una reducción log 1 cuando ambos sistemas son medidos a una velocidad de flujo volumétrico de 150 ml/min y una concentración del MS2 de entrada de 5 log PFU/ml. D. Ejemplos Las diversas modalidades de los sistemas de tratamiento de agua descritos aquí pueden ser mejor entendidas cuando se lean en conjunción con los siguientes ejemplos representativos. Los siguientes ejemplos son incluidos para propósitos de ilustración y no de limitación.

Un desafío experimental puede ser utilizado para determinar la capacidad de un sistema de tratamiento de agua para remover los contaminantes. Por ejemplo, una prueba de exposición, o una cantidad conocida de un contaminante microbiológico seleccionado, puede ser agregado al material de entrada. La cantidad del contaminante en el material de entrada y el material de salida puede ser medida para determinar la capacidad de filtración o la capacidad de inactivación microbiana del sistema de tratamiento de agua.

Ciertas modalidades del sistema de tratamiento de agua son probadas para verificar su capacidad para remover los contaminantes del agua contaminada. El colifago del virus MS2 puede ser elegido como el organismo de prueba sustituto. El material de entrada y el material salida son probados para verificar los colifagos de MS2 antes y después del contacto con el lecho de resina halogenada.

Ejemplo 1 Un experimento de prueba de exposición de una cierta modalidad del sistema de tratamiento de agua descrito aquí se compara con un sistema de tratamiento de agua correspondiente que tiene una proporción dimensional mayor que 0.8. En particular, aproximadamente 5 log PFU/ml de MS2 en 750 mi de agua del grifo desclorada a temperatura ambiente es introducida en el sistema de tratamiento de agua a través de la entrada y se pone en contacto con una resina yodada de MCV® y se distribuye a través de la salida. Los resultados son mostrados en la tabla 2.

Tabla 2 Tratamiento Columna Plástico Vidrio Diámetro (cm) 4.2 2.5 MCV (mi) 20 20 Velocidad de flujo del agua de alimentación 150 150 Volumen envejecido (L) 1000 1000 Elución de yodo Yodo (I2) 1.62 1.48 Yoduro (I) 1.92 1.71 Prueba de exposición de MS2 Volumen prueba de exposición (mi) 750 750 Velocidad de flujo prueba de exposición (ml/min) 150 150 MS2 de entrada 5.00 5.00 MS2 de salida 2.85 3.70 Remoción log 2.15 1.30 Ejemplo 2 Un experimento de prueba de exposición de una cierta modalidad del sistema de tratamiento de agua descrito aquí se compara con un sistema de tratamiento de agua correspondiente que tiene una proporción dimensional mayor que 0.8. En particular, aproximadamente 5.15 log PFU/ml de MS2 en 750 mi de agua del grifo desclorada a temperatura ambiente es introducida en el sistema de tratamiento de agua a través de la entrada y se pone en contacto con una resina yodada de MCV® y se distribuye a través de la salida. Los resultados son mostrados en la tabla 3. Los conteos duplicados de la colocación en placas para dos valores de reducción log para cada sistema de tratamiento de agua.

Tabla 3 Tratamiento Caract. Columna Plástico Vidrio Diámetro (cm) 4.2 2.5 MCV (mi) 20 20 Velocidad de flujo del agua de alimentación 150 150 Volumen envejecido (L) 804 804 Elución de yodo Yodo (I2) 1.35 1.14 Yoduro (I) 1.71 1.54 Prueba de exposición de MS2 Volumen prueba de exposición (mi) 750 750 Velocidad de flujo prueba de exposición (ml/min) 150 150 MS2 de entrada (log PFU/ml) 5.15 5.15 MS2 de salida (log PFU/ml) 2.96/3.04 3.52/3.95 Remoción log (log PFU/ml) 2.18/2.10 1.6/1.19 Ejemplo 3 Un experimento de prueba de exposición de una cierta modalidad del sistema de tratamiento de agua descrito aquí se compara con un sistema de tratamiento de agua correspondiente que tiene una proporción dimensional mayor que 0.8. En particular, aproximadamente 5.53 log PFU/ml de MS2 en agua del grifo desclorada a temperatura ambiente son introducidos en el sistema de tratamiento de agua a través de la entrada y se pone en contacto con una resina yodada de MCV® y se distribuye a través de la salida. Los resultados son mostrados en la tabla 4. Como se utiliza generalmente aquí, el término "ND" se refiere a no detectable o abajo del límite de detección.

Tabla 4 Tratamiento Caract . Columna Plástico Vidrio Diámetro (cm) 4.2 2.5 MCV (mi) 48 48 Velocidad de flujo del agua de alimentación 229 235 Volumen envejecido (L) Elución de yodo Yodo (I2) Yoduro (I) Prueba de exposición de MS2 Volumen prueba de exposición (mi) 456 470 Velocidad de flujo prueba de exposición (nü./min) 229 235 MS2 de entrada (log PFU/ml) 5.53 5.53 MS2 de salida (log PFU/ml) ND 3.53 Remoción log (log PFU/ml) 5.53 2.00 Todos los documentos citados aquí, en la parte relevante, son incorporados aquí para referencia, pero solamente hasta el grado que el material incorporado no se encuentre en conflicto con las definiciones, declaraciones, u otros documentos existentes descritos aquí. Al grado que cualquier significado o definición de un término en este documento estén en conflicto con cualquier significado o definición del mismo término en un documento incorporado para referencia, el significado o definición asignado a este término en este documento será el que gobernará. La cita de cualquier documento no va a ser interpretada como una admisión de que es el arte previo con respecto a la presente invención .

Aunque las modalidades particulares de los sistemas de tratamiento de agua han sido ilustradas y descritas, será obvio para aquellos expertos en el arte que se pueden hacer varios cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Aquellos expertos en el arte reconocerán, o serán capaces de averiguar utilizando no más que la experimentación de rutina, numerosos equivalentes para los dispositivos y métodos específicos descritos aquí, incluyendo las alternativas, variantes, adiciones, eliminaciones, modificaciones y substituciones. Esta descripción, incluyendo las reivindicaciones anexas, está propuesta para cubrir la totalidad de tales equivalentes que están dentro del espíritu y alcance de esta invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones.

1. Un sistema de tratamiento de agua, caracterizado porque comprende : un lecho de resina halogenada generalmente cilindrico que comprende un tiempo de contacto con el lecho vacío mayor que 1 segundo, una proporción dimensional menor que 0.8, y una velocidad del fluido menor que 0.5 cm/s; en donde la proporción dimensional es calculada de acuerdo con la siguiente ecuación: proporción dimensional = L D en donde L es la longitud del lecho de resina halogenada y D es el diámetro del lecho de resina halogenada; en donde la velocidad del fluido es calculada de acuerdo con la siguiente ecuación: Velocidad del fluido = F = F ?p?2 en donde F es la velocidad del flujo volumétrico del sistema de tratamiento de agua y A es el área de sección transversal del lecho de resina halogenada; y en donde el lecho de resina halogenada mejora la remoción de los materiales contaminantes con relación a un sistema de tratamiento de agua correspondiente que tiene una proporción dimensional mayor que 0.8.

2. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la dimensión proporcional es de 0.4 a 0.8.

3. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción dimensional es menor que 0.4.

4. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción dimensional es de 0.3 a 0.4.

5. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción dimensional es menor que 0.3.

6. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la. velocidad del fluido es menor que 0.3 cm/s.

7. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la velocidad del fluido es de 0.15 cm/s hasta 0.24 cm/s.

8. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la velocidad del fluido es menor que 0.15 cm/s.

9. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tiempo de contacto con el lecho vacío está entre 1 segundo hasta 30 segundos .

10. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tiempo de contacto con el lecho vacío está entre 3 segundos hasta 15 segundos .

11. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tiempo de contacto con el lecho vacío está entre 8 segundos hasta 13 segundos .

12. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el lecho de resina halogenada mejora substancialmente la remoción de los materiales contaminantes.

13. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el lecho de resina halogenada mejora la remoción de los materiales contaminantes en al menos una reducción 0.5 log cuando ambos sistemas son medidos a una velocidad de flujo volumétrico de 150 ml/min y una concentración del MS2 de entrada de 5 log PFU/ml .

14. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el lecho de resina halogenada mejora la remoción de los materiales contaminantes en al menos una reducción log 1 cuando ambos sistemas son medidos a una velocidad de flujo volumétrico de 150 ml/min y una concentración del MS2 de entrada de 5 log/PFU/ml .

15. El sistema de tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el lecho de resina halogenada mejora la remoción de los materiales contaminantes en al menos una reducción log 2 cuando ambos sistemas son medidos a una velocidad de flujo volumétrico de 150 ml/min y una concentración del MS2 de entrada de 5 log/PFU/ml .