Procedimiento de tratamiento de aguas residuales ácidas.

Un procedimiento de eliminación de fluoruros de aguas residuales influentes que comprende:

a. dirigir las aguas residuales a un primer sistema de ósmosis inversa y eliminar fluoruros de las aguas residuales;

b. antes de entrar las aguas residuales en el primer sistema de ósmosis inversa, ajustar o mantener el pH de las aguas residuales a menos de aproximadamente 3,5;

c. dirigir las aguas residuales del primer sistema de ósmosis inversa a un segundo sistema de ósmosis inversa y eliminar los fluoruros de las aguas residuales;

d. ajustar el pH de las aguas residuales al alza después de someter las aguas residuales a tratamiento en el primer sistema de ósmosis inversa y antes del tratamiento en el segundo sistema de ósmosis inversa;

caracterizado porque las aguas residuales incluyen sílice y el procedimiento incluye formar ácido hidrofluorosilícico en las aguas residuales antes de que las aguas residuales se dirijan a través del primer sistema de ósmosis inversa, y eliminar fluoruros y silicato con el primer sistema de ósmosis inversa.

Procedimiento de tratamiento de aguas residuales ïcidas Antecedentes de la invenciïn 1. Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere, en general, al tratamiento de aguas residuales industriales ïcidas y, mïs particularmente, a minimizar la precipitaciïn en los sistemas ïsmosis inversa utilizados para tratar las aguas residuales.

2. Discusiïn de la tïcnica relacionada Las aguas residuales asociadas a las operaciones de fabricaciïn de fosfato son normalmente ïcidas y normalmente tienen especies de fluoruro, amoniaco, sïlice, sulfato, calcio, metal pesado y de fosfato. Se han utilizado diversas tïcnicas para reducir el nivel de tales contaminantes antes de poder descargar las aguas residuales. Por ejemplo, el procedimiento de doble tratamiento con cal, seguido de arrastre con aire, es una tïcnica que normalmente se usa. Utiliza la adiciïn de cal en dos etapas, para la promover la precipitaciïn de especies de fluoruro y especies de fosfato, seguido de alto pH, arrastre con aire para eliminar el amoniaco. En otra tïcnica, las aguas residuales se han tratado por tïcnicas que implican precipitaciïn quïmica seguida de ïsmosis inversa. Al igual que en el procedimiento de doble tratamiento con cal, tales tïcnicas elevan el pH de las aguas residuales influentes para promover la precipitaciïn y separaciïn de sïlidos antes de la etapa de ïsmosis inversa. Los altos costes de los productos quïmicos normalmente asociados a elevar el pH de las aguas residuales hacen tales procedimientos econïmicamente poco atractivos.

Breve resumen de la invenciïn La presente invenciïn proporciona un procedimiento de tratamiento de las aguas residuales que tienen un pH inferior a aproximadamente 3, 5. El procedimiento comprende las etapas de eliminar al menos una porciïn de cualquier contaminante de las aguas residuales en un primer sistema de separaciïn, ajustar el pH de un efluente del primer sistema de separaciïn a al menos aproximadamente 6 o superior despuïs de eliminar al menos una porciïn de cualquier contaminante de las aguas residuales en el primer sistema de separaciïn y eliminar al menos una porciïn de cualquier contaminante de las aguas residuales en un segundo sistema despuïs de ajustar el pH del efluente del primer sistema de separaciïn a al menos aproximadamente 6 o superior.

El procedimiento comprende etapas de inhibir condiciones en las aguas residuales que promueven la formaciïn de iones fluoruro e iones silicato, eliminar cualquier contaminante de las aguas residuales en un primer sistema de separaciïn, promover la formaciïn de al menos uno de los iones fluoruro e iones silicato, y eliminar cualquier contaminante de las aguas residuales para producir un efluente tratado despuïs de promover la formaciïn de los iones fluoruro y silicato.

El procedimiento comprende las etapas de mantener una condiciïn de equilibrio para cualquier contaminante precipitante en las aguas residuales, eliminar uno cualquiera de fosfatos, sïlidos disueltos, amoniaco, material orgïnico y coloidal de las aguas residuales, ajustar la condiciïn de equilibrio de al menos un contaminante precipitante en las aguas residuales despuïs de eliminar uno cualquiera de sïlidos disueltos, amoniaco, material orgïnico y coloidal de las aguas residuales, y eliminar cualquier fluoruro, amoniaco o material sïlido disuelto residual de las aguas residuales para producir un efluente tratado despuïs de ajustar la condiciïn de equilibrio de al menos un contaminante precipitante en las aguas residuales.

La presente invenciïn proporciona un procedimiento de eliminaciïn de fluoruros y sïlice de las aguas residuales usando un sistema de ïsmosis inversa en el que el procedimiento reduce las posibilidades de eliminaciïn de cascarilla en el sistema de ïsmosis inversa. El procedimiento implica promover las condiciones en las aguas residuales que favorecen la formaciïn de ïcido hidrofluorosilïcico y dirigir las aguas residuales que tienen el ïcido hidrofluorosilïcico al sistema de ïsmosis inversa. Como las aguas residuales pasan a travïs del sistema de ïsmosis inversa, los fluoruros y la sïlice en forma del ïcido hidrofluorosilïcico se eliminan de las aguas residuales. Puede utilizarse un sistema de ïsmosis inversa de segunda etapa para eliminar fluoruros y sïlice adicionales. En este caso, las condiciones se mantienen en el efluente de las aguas residuales del primer sistema de ïsmosis inversa que favorece la formaciïn de iones fluoruro y silicato. Asï, fluoruros y sïlice adicionales en forma de iones fluoruro y silicato se eliminan a medida que las aguas residuales pasan a travïs del segundo sistema de ïsmosis inversa.

Ademïs, la presente invenciïn implica eliminar algas de las aguas residuales. En una realizaciïn particular, las aguas residuales son ïcidas. Para eliminar algas de las aguas residuales se aïade cloro o un subproducto del cloro a las aguas residuales para matar las algas. Ademïs, se aïade bentonita y las algas, despuïs de someterse a tratamiento con el cloro o subproducto del cloro, son absorbidas y o desestabilizadas por la bentonita. Mïs adelante, las algas pueden eliminarse por medios de procedimiento convencionales.

En una realizaciïn particular de la presente invenciïn, las algas y/o materia en suspensiïn se eliminan mediante un sistema de separaciïn por floculaciïn lastrada. En este procedimiento, las algas absorbidas y la bentonita forman sïlidos

en las aguas residuales. En el procedimiento de floculaciïn lastrada, un floculante y material granular insoluble se aïaden a las aguas residuales para formar una mezcla floculada. La mezcla floculada forma flïculos, que incluyen las algas absorbidas y bentonita, que sedimentan de las aguas residuales.

Otras ventajas, caracterïsticas novedosas y objetivos de la invenciïn serïn evidentes de la siguiente descripciïn detallada de la invenciïn cuando se considera conjuntamente con los dibujos adjuntos, algunos de los cuales son esquemïticos y que no pretenden estar dibujados a escala. En las figuras, cada componente idïntico o casi idïntico que se ilustra en diversas figuras se representa por un ïnico nïmero. A fines de claridad, no cada componente se marca en cada figura, ni cada componente de cada realizaciïn de la invenciïn se muestra si la ilustraciïn no es necesaria para permitir que los expertos habituales en la materia entiendan la invenciïn.

Breve descripciïn de los dibujos Realizaciones no limitantes de la presente invenciïn se describirïn a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La FIG. 1 es un diagrama de flujo de procedimiento que muestra un sistema de tratamiento de aguas residuales para realizar el procedimiento de la presente invenciïn;

la FIG. 2 es un diagrama esquemïtico de un sistema de separaciïn lastrado para realizar el procedimiento de la presente invenciïn;

la FIG. 3 es una grïfica que muestra la composiciïn relativa en equilibrio de especies de sulfato y bisulfato en funciïn del pH;

la FIG. 4 es una grïfica que muestra la composiciïn relativa en equilibrio de especies de ïcido fluorhïdrico y fluoruro en funciïn del pH;

la FIG. 5 es una grïfica que muestra la composiciïn relativa en equilibrio de especies de amonio y amoniaco en funciïn del pH; y

la FIG. 6 es una grïfica que muestra la composiciïn relativa en equilibrio de especies de ïcido fosfïrico y fosfato en funciïn del pH.

Descripciïn detallada de la invenciïn El tratamiento de las aguas residuales que contienen sïlice, sulfato de calcio, fosfato de calcio, fluoruro de calcio, ademïs de cualquier otra especie que pueda precipitar bajo condiciones de pH neutro, o prïximo a neutro, presenta problemas de eliminaciïn de cascarilla. Por ejemplo, las operaciones de unidades de ïsmosis inversa o sistemas desarrollan cascarilla cuando tales aguas residuales pasan a travïs. Otros posibles problemas de incrustaciïn incluyen aquellos asociados a compuestos orgïnicos solubles, ademïs de materiales orgïnicos. Por consiguiente, tales sistemas se enfrentan a costes de operaciïn significativos tales como, pero no se limitan a, limpieza y/o sustituciïn de membranas y alto consumo de productos quïmicos. Por consiguiente, la presente invenciïn proporciona un procedimiento de tratamiento de aguas residuales que utiliza propiedades de equilibrio quïmico en etapas para producir un efluente adecuado para descargar en canales regulados. Por ejemplo, los procedimientos segïn la presente invenciïn pueden producir el efluente, aguas residuales tratadas, que tiene bajas concentraciones de sïlidos disueltos, especies de fluoruro, amoniaco, fosfato y sulfato que pueden cumplir los requisitos de descarga del agua. La presente invenciïn proporciona... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de eliminaciïn de fluoruros de aguas residuales influentes que comprende:

a. dirigir las aguas residuales a un primer sistema de ïsmosis inversa y eliminar fluoruros de las aguas residuales;

b. antes de entrar las aguas residuales en el primer sistema de ïsmosis inversa, ajustar o mantener el pH de las aguas residuales a menos de aproximadamente 3, 5;

c. dirigir las aguas residuales del primer sistema de ïsmosis inversa a un segundo sistema de ïsmosis inversa y eliminar los fluoruros de las aguas residuales;

d. ajustar el pH de las aguas residuales al alza despuïs de someter las aguas residuales a tratamiento en el primer sistema de ïsmosis inversa y antes del tratamiento en el segundo sistema de ïsmosis inversa;

caracterizado porque las aguas residuales incluyen sïlice y el procedimiento incluye formar ïcido hidrofluorosilïcico en las aguas residuales antes de que las aguas residuales se dirijan a travïs del primer sistema de ïsmosis inversa, y eliminar fluoruros y silicato con el primer sistema de ïsmosis inversa.

2. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que las aguas residuales influentes tambiïn incluyen calcio, sulfatos y fosfatos.

3. El procedimiento de la reivindicaciïn 1 que incluye filtrar las aguas residuales antes de que las aguas residuales se dirijan al primer sistema de ïsmosis inversa.

4. El procedimiento de la reivindicaciïn 1 que incluye dirigir las aguas residuales a travïs de un sistema de floculaciïn lastrado de microarena u otro tipo de procedimiento de clarificaciïn antes de dirigir las aguas residuales al primer sistema de ïsmosis inversa.

5. El procedimiento de la reivindicaciïn 4, en el que el sistema de floculaciïn lastrada con microarena u otro tipo de sistema de clarificaciïn produce un efluente clarificado y el procedimiento incluye filtrar el efluente clarificado del sistema de floculaciïn lastrado de microarena u otro tipo de sistema de clarificaciïn y dirigir el efluente filtrado del sistema de floculaciïn lastrado al primer sistema de ïsmosis inversa.

6. El procedimiento de la reivindicaciïn 1 que incluye ajustar el pH de las aguas residuales al alza a al menos aproximadamente 6 o mïs antes de dirigir las aguas residuales a travïs del segundo sistema de ïsmosis inversa.

7. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que las aguas residuales incluyen adicionalmente fosfatos, calcio y sulfatos.

8. El procedimiento de la reivindicaciïn 7, en el que pH del efluente de aguas residuales del primer sistema de ïsmosis inversa se ajusta al alza para favorecer la formaciïn de iones fluoruro y silicato o para convertir cualquier ïcido dïbilmente ionizado en forma de sal.

9. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que las aguas residuales incluyen adicionalmente calcio, amoniaco y fosfatos o metales.

10. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que las aguas residuales incluyen algas y el procedimiento incluye mezclar cloro o subproducto del cloro con las aguas residuales para matar las algas, y mezclar bentonita con las aguas residuales para absorber o desestabilizar las algas.

11. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, que incluye dirigir las aguas residuales a travïs de un sistema de floculaciïn lastrado u otro tipo de sistema de clarificaciïn antes de dirigir las aguas residuales al primer sistema de ïsmosis inversa, y en el que las aguas residuales incluyen algas y el procedimiento implica mezclar cloro o un subproducto del cloro con las aguas residuales para destruir las algas y en el que las algas se eliminan en el sistema de floculaciïn lastrada.

12. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que las aguas residuales incluyen calcio, fosfatos y sulfatos, y el procedimiento incluye controlar el pH de manera que se acondicionen las aguas residuales para reducir las posibilidades de formaciïn de fluoruro de calcio, fosfato de calcio o carbonato cïlcico y sulfato de calcio.

13. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que el ajuste del pH del efluente de aguas residuales del primer sistema de ïsmosis inversa al alza hace que los fluoruros y la sïlice en las aguas residuales adquieran la forma de iones fluoruro y silicato que se eliminan de las aguas residuales en el segundo sistema de ïsmosis inversa.

14. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que las aguas residuales tambiïn incluyen sulfatos, fosfatos y amoniaco, y en el que antes de entrar en el primer sistema de ïsmosis inversa el pH de las aguas residuales se controla de manera

que se favorezca la formaciïn de bisulfatos, iones ïcido fosfïrico y amonio, y en el que el ajuste del pH del efluente de aguas residuales del primer sistema de ïsmosis inversa al alza condiciona las aguas residuales para favorecer formaciïn de iones fosfato y generalmente aumenta la ionizaciïn de algunos extractos orgïnicos que contribuyen a la eliminaciïn de fosfatos, extractos orgïnicos y amoniaco de las aguas residuales.

15. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que las aguas residuales influentes tienen un pH inferior a 3, 5.

16. El procedimiento de la reivindicaciïn 15, en el que el ajuste al alza del pH de las aguas residuales se produce despuïs de que las aguas residuales salgan del primer sistema de ïsmosis inversa.

17. El procedimiento de la reivindicaciïn 15, en el que el pH del efluente de las aguas residuales del primer sistema de ïsmosis inversa se ajusta al alza a aproximadamente 6 o superior.

18. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que las aguas residuales se originan a partir de una corriente de aguas residuales influente que tienen un pH de 3, 5 o menor, y en el que las aguas residuales estïn sometidas a uno o mïs pretratamientos aguas arriba del primer sistema de ïsmosis inversa, y en el que el procedimiento incluye mantener el pH de las aguas residuales a 3, 5 o inferior a medida que las aguas residuales pasan a travïs de uno o mïs pretratamientos y antes de que las aguas residuales entren en el primer sistema de ïsmosis inversa.