Sistema de depuración de aguas-residuales con eliminación de metales pesados,

libres de bacterias y gérmenes, sin emisión de metano ni CO{sub,2} a la atmósfera, recuperando los reactivos empleados en el proceso.Pasan las aguas residuales por filtración gruesa (2), después a depósito de Reacción SBR(1), introducimos (CLNH{sub,4}) precipita Cloruro de Plomo, Calcio y desprende (NH{sub,3}).Pasamos a filtro de limaduras de hierro (3) y se formará cloruro férrico y amoniaco.Por nanofiltración (4), separaremos el cloruro férrico.Se burbujea con dióxido de carbono (5), reacciona y por filtro de Diatomeas (6) conseguimos agua depurada con requisitos legales.El amoniacio producido en SBR(1), con el cloruro férrico, desprendido de la nanofiltración (4), y la materia orgánica y el amonio, se formará Cloruro Amónico (CLNH{sub,4}) que se recupera (7).Separamos el hidróxido férrico, producido en el proceso de nanofiltración, de la materia orgánica, y se usa como abono

Sistema de depuración de aguas residuales con eliminación de metales pesados, libres de bacterias y gérmenes, sin emisión de metano ni CO₂ a la atmósfera, recuperando los reactivos empleados en el proceso.

Antecedentes de la invención

El agua es un bien tan necesario, que la ONU esta planteándose declarar los recursos hídricos como patrimonio de la humanidad. Los incrementos continuos de la población en el mundo, con un crecimiento geométrico y no aritmético de la misma, así como el incremento del nivel de vida de los llamados países emergentes como China, la India, Sudáfrica, Brasil, etc., hacen que la demanda de agua, bien para cultivo, bien para consumo humano hayan crecido en los últimos años de forma exponencial. Dentro del capitulo del ciclo del agua, merece especial atención la no contaminación de los recurso hídricos y el reciclaje del agua, esto es la depuración. El agua depurada para su uso agrícola supone un porcentaje superior a los trasvases entre cuencas fluviales y por supuesto muy superior a la desalación del agua del mar. Tres han sido hasta ahora los problemas que han condicionado la depuración de aguas residuales. En primer lugar, la eliminación de metales pesados para no seguir concentrando y envenenando los recursos hídricos disponibles. En segundo lugar, las emisiones de metano y CO₂ que contaminan la atmósfera, como consecuencia de la fase de digestión aeróbica de las depuradoras actuales y en tercer lugar, el elevado coste que supone la depuración de aguas residuales, eliminado los metales pesados y evitando los gases de efecto invernadero, como son el metano y el CO₂.

Objeto de la invención

Por todo ello, el motivo de la presente invención tiene como objetivos principales la depuración de aguas residuales eliminando de ellas las sustancias contaminantes prioritarias peligrosas que hubiera, cumpliendo de esta manera la Directiva Marco en el sector del Agua de la Comisión Europea y las siguientes decisiones y demás normativas a aplicar, además el proceso se realiza sin digestión de materia orgánica por lo que no existe emisión de CO₂.

Su funcionamiento viene determinado por:

Tras un tratamiento primario al uso en el que se conseguirá la separación por filtrado y decantación de un porcentaje importante de los sólidos en suspensión (eliminación de todas las partículas superiores a 6 mm), las aguas residuales pasarán a un "Deposito de reacción", denominado SRB introduciendo en la disolución Cloruro Amónico (CLNH₄), en la proporción adecuada. El cloruro amónico tiene la capacidad de disociarse totalmente en la solución acuosa, bastando para ello, la agitación que tiene lugar dentro del deposito SRB.

El cloruro amónico disuelto, reaccionará con los metales pesados que están en la disolución de las aguas residuales, así como con los iones, sodio, calcio y magnesio, que estén en la disolución. Como consecuencia de la reacción, se formarán los correspondientes cloruros con los metales y se formarán sales de sodio, calcio magnesio. Los cloruros y las sales no solubles en agua precipitarán y los cloruros y sales solubles se quedarán en suspensión.

Como consecuencia de la reacción se desprenderá el amoniaco en forma de gas que lo recogeremos en la parte superior del reactor, para su posterior reutilización. El porcentaje de gas desprendido nos dará el porcentaje de metales y sales que estén presentes en las aguas residuales.

Dada la combinación del cloro y el amoniaco en disolución, los gérmenes y bacterias se eliminarán de la misma, quedando el agua residual bacteriológicamente pura.

El caudal de agua resultante, se pasará por un filtro de limaduras de hierro. La reacción de cloruro amónico que quede en la disolución, en el filtro de limaduras de hierro, será la formación de cloruro férrico, desprendiéndose amoniaco, que lo recogeremos para reconducirlo al deposito que ya habíamos acumulado anteriormente. El cloruro férrico tiene la facultad floculante de agrupar las partículas de materia orgánica en suspensión, por lo que al aumentar su tamaño precipitarán en el depósito.

Se somete el caudal resultante a un proceso de nanofiltración, en el que separamos el resto de la materia orgánica y el tricloruro de hierro formado así como el amonio que quedaba. Al producirse la nanofiltración, separaremos el agua depurada del cloruro férrico, que quedará concentrado hasta la saturación y quedarán en la concentración junto a este, los cloruros solubles que no hayan decantado en la primera reacción con el cloruro amónico.

En el siguiente paso, en el agua resultante se burbujea dióxido de carbono, que reacciona con el resto de cationes presentes en la solución (Hierro, Cromo trivalente, Cinc, Calcio) formando carbonates o bicarbonatos (sodio).

Se hace pasar el caudal por un filtro de diatomeas para separar los sólidos precipitados.

El líquido filtrado cumple con los estándares de DBO, DQO y ss requeridos por la legislación española y además ha eliminado todos los metales pesados presentes en la solución.

El tricloruro de hierro junte con la materia orgánica y al amonio separados en la nanofiltración, se lleva a un tanque donde se le adiciona el amoniaco recuperado tras el filtro de hierro. Reaccionan los cloruros con el amoniaco y se forma cloruro amónico que se recupera para la primera fase.

El hierro precipita como hidróxido férrico que se separa junto con la materia orgánica, quedando en el sobrenadante todo el cloruro amónico inicialmente adicionado, que, lógicamente, vuelve a introducirse en el proceso.

Posteriormente, por magnetismo se separa el hidróxido férrico de la materia orgánica, que se puede usar como abono.

Descripción de la invención

"Sistema de depuración de aguas residuales con eliminación de metales pesados, libre de gérmenes y bacterias, sin emisión de metano ni CO₂, recuperando los reactivos empleados en el proceso", que consiste, tal como hemos indicado anteriormente, en, tras filtrado y decantación de las aguas residuales, por el que conseguimos que un porcentaje importante de sólidos quede en suspensión, las aguas residuales pasan a un tanque tipo SRB introduciendo en la disolución Cloruro Amónico (CLNH₄) Como consecuencia de la reacción se disocia en ion cloro (CL^-) que reacciona con los metales para formar sales y el ion amonio (NH4⁺).

Se consigue con ello la precipitación de Cloruro de Plomo presente en las aguas y de parte del calcio. Posteriormente se pasan las aguas por un filtro de limaduras de hierro, en el que se consigue, por oxidación de este, la reducción y por tanto la precipitación de Cadmio, Mercurio, Estaño, Níquel, Cobre, Plata, etc.., así como la reducción del Cromo hexavalente a trivalente. Todos estos metales se agregan al hierro y posteriormente podrán recuperarse como elementos puros.

El hierro oxidado junto con el cloro en disolución hacen flocular un porcentaje importante de la materia orgánica que quedaba en suspensión, Parte del amonio de la solución se desprende durante el proceso como amoniaco, que se recupera y almacena para su posterior utilización.

Se somete el caudal resultante a un proceso de nanofiltración, en el que separamos el resto de la materia orgánica y el tricloruro de hierro formado así como el amonio que quedaba.

En el siguiente paso, en el agua resultante se burbujea dióxido de carbono, que reacciona con el resto de cationes presentes en la solución (Hierro, Cromo trivalente, Cinc, Calcio) formando carbonatos o bicarbonatos (sodio).

Se hace pasar el caudal por un filtro de diatomeas para separar los sólidos precipitados.

El líquido filtrado cumple con los estándares de DBO, DQO y siguientes requeridos por la legislación española y además ha eliminado todos los metales pesados presentes en la solución.

Con independencia de lo anterior, y paralelamente, el tricloruro de hierro junto con la materia orgánica y al amonio separados en la nanofiltración, se lleva a un tanque donde se le adiciona el amoniaco recuperado tras el filtro de hierro. Reaccionan los cloruros con el amoniaco y se forma cloruro amónico que se recupera para la primera fase.

El hierro precipita como hidróxido férrico que se separa junto con la materia orgánica, quedando en el sobrenadante todo el cloruro amónico inicialmente...

1. Procedimiento de depuración de aguas residuales con eliminación de metales pesados, libre de bacterias y gérmenes, sin emisión de metano ni CO₂ a la atmósfera y recuperando los reactivos empleados en el proceso, que se caracteriza por la eliminación de bacterias y gérmenes causantes de la producción de metano y CO₂, de las aguas residuales introduciendo cloruro amónico en estas y la eliminación de metales pesados, haciendo pasar la disolución resultante por un filtro de limaduras de hierro, formándose así cloruro férrico y amoniaco en forma de gas. Introduciendo de nuevo el amoniaco en la disolución de cloruro férrico, se forma cloruro amónico de nuevo e hidróxido férrico que precipita.