Cavitación
Ámbito de aplicación: depuración de aguas

Depuración del agua

La cavitación es una solución pionera para el tratamiento del agua, gracias a su gran respeto por el medio ambiente y a su compatibilidad con otros procesos. Puede mejorar la eficacia de la reducción de contaminantes hasta en un 70%, sin necesidad de aditivos químicos.

La purificación del agua por cavitación se basa en procesos físico-químicos que se producen cuando colapsan las burbujas de cavitación. Se generan localmente presiones y temperaturas extremadamente altas, lo que provoca efectos térmicos degradantes y oxidantes. Las fuerzas de cizallamiento, las ondas de choque y los radicales reactivos generados durante la cavitación tienen un efecto desinfectante.

Integrado en los sistemas de tratamiento de agua, el módulo en línea RAPTECH CaviFlow® ofrece una solución plug & play innovadora y eficaz para la purificación sostenible del agua:

Degradación oxidativa de contaminantes orgánicos y tratamiento de lodos
Destrucción de estructuras celulares de bacterias, virus y algas
Desestabilización de aceites emulsionados, microplásticos o partículas coloidales
El pretratamiento asistido por cavitación favorece la eficacia de los procesos posteriores
Aumento de la eficacia de la aireación

Los campos de aplicación típicos del tratamiento del agua basado en la cavitación son las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales, las aguas residuales industriales, la esterilización del agua de proceso y la desinfección de piscinas. En la industria del petróleo y el gas, la cavitación se utiliza para eliminar el petróleo o tratar las aguas residuales de las refinerías.

Ventajas de la purificación del agua con el módulo en línea CaviFlow

Rentabilidad

Degradación eficaz de los contaminantes

Sin aditivos químicos

Más eficaz que los procesos convencionales

+70%

Mejora de la

Degradación de contaminantes por cavitación

+30%

Más eficiente en comparación

a los métodos convencionales

Ámbitos de aplicación

Depuradoras de aguas residuales
Plantas de tratamiento de aguas residuales
Proceso industrial y aguas residuales
Proceso técnico y aguas residuales
Aguas de proceso y residuales comerciales
Aguas de procesos agrícolas
Aguas de servicio y de proceso
Agua de refrigeración y de calderas
Tratamiento de lodos
Reciclaje del agua
Desinfección
Tratamiento del agua potable
Tratamiento de agua bruta
Servicios municipales de agua
Piscinas

Módulos CaviFlow

Integración en plantas de tratamiento de aguas

La cavitación en el módulo en línea CaviFlow® utiliza los efectos físicos con gran eficacia, requiere poca infraestructura, funciona rápidamente y puede integrarse ahorrando espacio, lo que la convierte en una solución especialmente compacta y energéticamente eficiente en el tratamiento del agua.

Reactores compactos gracias a las altas velocidades de reacción

Las condiciones extremas durante el colapso de las burbujas de cavitación dan lugar a reacciones muy rápidas. Los contaminantes son atacados en fracciones de segundo. Esto permite diseñar reactores compactos con tiempos de permanencia cortos, ideales para aplicaciones móviles o que requieren poco espacio.

Aprovechamiento de la energía de flujo existente

Especialmente en el caso de la cavitación hidrodinámica (por ejemplo, con toberas Venturi o rotores cavitantes), la energía de flujo del sistema puede ser utilizada o proporcionada por las bombas existentes. En comparación con otros Procesos Avanzados de Oxidación (AOPs), el requerimiento específico de energía es bajo.

Escalabilidad y modularidad

Los sistemas de cavitación son modulares y pueden ampliarse fácilmente para aplicaciones a gran escala. Su sencilla integración en los sistemas de tuberías existentes reduce al mínimo los requisitos de espacio.

Módulos CaviFlow

Integración en plantas de tratamiento de aguas

Condiciones físicas extremas

El módulo en línea CaviFlow® es especialmente eficaz para descomponer los contaminantes durante la depuración del agua porque el colapso de las burbujas de cavitación genera temperaturas de hasta 5.000 °C, presiones de varios cientos de bares, ondas de choque y fuertes microturbulencias. Estas condiciones físicas extremas desencadenan procesos altamente reactivos, directamente en el agua.

Formación de especies altamente reactivas (radicales)

La descomposición térmica del agua (H₂O) y el oxígeno durante el colapso por cavitación también produce radicales químicos como radicales hidroxilo (OH), peróxido de hidrógeno (H₂O₂), aniones superóxido (O₂) y ozono (O₃). Estos radicales son extremadamente reactivos y atacan inmediatamente a los contaminantes: dividen los enlaces C-H, C=C y otros enlaces orgánicos en moléculas más pequeñas, a menudo inofensivas.

Ataques físicos y químicos simultáneos

Además de los ataques químicos de los radicales, también actúan la mezcla ultrarrápida con fuerzas de cizallamiento y microjets, que destruyen las paredes celulares de los microorganismos, y las ondas de choque, que rompen partículas, emulsiones o biopelículas. Esta combinación garantiza que los contaminantes no sólo se degraden químicamente, sino que también se desestabilicen o desorban físicamente.

Módulos CaviFlow

Integración en plantas de tratamiento de aguas

La cavitación con el módulo en línea CaviFlow® mejora la eficacia de la aireación en el tratamiento del agua. Gracias a la elevada dinámica del campo de cavitación, el contacto entre el aire (u oxígeno puro) y el agua se intensifica considerablemente. En comparación con los sistemas de aireación existentes, se puede reducir el consumo de energía manteniendo el mismo rendimiento, lo que supone una gran ventaja, especialmente para los procesos que consumen mucha energía.

Mayor tasa de transferencia de oxígeno a través de microburbujas de gas

El colapso de las burbujas de cavitación produce burbujas secundarias que son significativamente más pequeñas que las burbujas de aire inyectadas convencionalmente. Tienen una mayor superficie específica, ascienden más lentamente, es decir, permanecen más tiempo y se disuelven más eficazmente en el agua. De este modo, el aporte de oxígeno mejora considerablemente en comparación con los sistemas de aireación de burbujas gruesas.

Mezcla intensiva a nivel micro

La cavitación genera fuertes microturbulencias y fuerzas de cizallamiento que favorecen una distribución uniforme del oxígeno por todo el reactor. De este modo, los microorganismos de los lodos activados están mejor abastecidos y requieren proporcionalmente menos oxígeno para el mismo efecto de degradación. Esto optimiza aún más el consumo de oxígeno.

Reducción de la necesidad total de energía

A medida que aumenta el aporte de oxígeno por unidad de energía, se puede reducir la potencia de soplado necesaria (por ejemplo, para aire comprimido) o hacer funcionar de forma más eficiente los sistemas de ventilación existentes. En muchas aplicaciones, la demanda específica de energía (kWh/kg O₂) disminuye significativamente.

Módulos CaviFlow

Integración en plantas de tratamiento de aguas

La cavitación con el módulo en línea CaviFlow® funciona sin aditivos químicos. Genera agentes oxidantes directamente en el agua, por ejemplo radicales hidroxilo, sin necesidad de dosificar productos químicos externos como ozono, cloro o peróxido de hidrógeno. Tampoco se necesitan depósitos de almacenamiento, estaciones de dosificación ni infraestructuras de seguridad, lo que ahorra espacio y energía. Sólo en casos especiales -por ejemplo, para sustancias muy difíciles de degradar o para optimizar el proceso- puede ser útil una combinación específica con pequeñas cantidades de reactivos. Como resultado, el proceso en su conjunto sigue siendo ahorrador de recursos, respetuoso con el medio ambiente y económico.

Sin efecto rebote ni productos de degradación problemáticos

A diferencia de algunos procesos químicos (por ejemplo, la cloración), la cavitación tampoco produce subproductos difíciles de controlar. La reacción suele dar lugar a productos finales inocuos como CO₂, H₂O o moléculas más pequeñas y biodegradables.

Módulos CaviFlow

Integración en plantas de tratamiento de aguas

La cavitación con el módulo en línea CaviFlow® aumenta la eficacia de las etapas de depuración biológica o fisicoquímica, lo que significa que la aireación o filtración posteriores, por ejemplo, requieren menos energía. La dosificación de aditivos también puede reducirse o evitarse por completo. Además, la cavitación puede funcionar como un proceso continuo. Esto permite una reducción constante y controlada de los contaminantes, incluso con concentraciones de alimentación variables.

Plug & Play con CaviFlow

La tecnología de cavitación RAPTECH puede implementarse fácilmente como parte del tratamiento secundario en sistemas de tratamiento de aguas utilizando los módulos en línea CaviFlow® desarrollados internamente - y sin elevados costes de inversión. Los módulos CaviFlow® son adecuados para su integración en cualquier sección entre la aireación y la desinfección.

CaviFlow® | Uso inmediato

Los módulos en línea CaviFlow® son plug & play y fáciles de limpiar, y pueden implantarse rápidamente en plantas de tratamiento de aguas residuales ya existentes. Equipados con una brida o una conexión roscada, pueden utilizarse inmediatamente. Los módulos siguen siendo eficaces incluso cuando se utilizan con aguas residuales que contienen impurezas y disolventes orgánicos. Esto se debe a que no tienen piezas móviles en su interior.