Instalación y procedimiento de pretratamiento de agua bruta.

Procedimiento de pretratamiento de agua bruta, en el que:

se utilize una instalacien que comprende:

1) un dispositivo de filtracien (1) que incluye, desde rio arriba a rio abajo:

• un estabilizador de flujo (4),

• un coalescedor (7),

• un decantador laminado (12),

• un filtro biolOgico con una entrada (15) y una salida (28), comprendiendo dicho filtro biologic°una capa de filtracion aerObica (16) conectada a una capa de filtracion anaerobica (21),

• un separador (27),

• un dispositivo auxiliar (2) que comprende una cuba que contiene:

un anodo que incluye un recipiente metalico (46) con particulas de hierro,

un catodo (47),

al menos una porcion de la parte sumergida del catodo (47) se encuentra por encimade al menos algunas de dichas particulas de hierro,

la salida (8) de este dispositivo auxiliar (2) este conectada al coalescedor (7) deldispositivo de filtraciOn (1);

se introduce una solucien acuosa que contiene el hipoclorito de sodio en dicho recipiente metalico (46) deldispositivo auxiliar (2), de modo que al menos algunas de las particulas de hierro queden sumergidas en lasolucion acuosa que contiene el hipoclorito de sodio y que el catodo (47) tenga al menos una partesumergida en la solucion acuosa que contiene el hipoclorito de sodio;se produce un coagulante por medio del dispositivo auxiliar (2) y se introduce en el coalescedor (7) deldispositivo de filtraciOn (1); y

se permite la realizacion de la filtracien en el dispositivo de filtracion (1).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09356017.

Solicitante: F-Tec Systems SA.

Inventor/es: FRESNEL, JEAN-MARIE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C02F1/461 QUIMICA; METALURGIA.C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por electrólisis.
  • C02F1/463 C02F 1/00 […] › por electrocoagulación.
  • C02F1/467 C02F 1/00 […] › por desinfección electroquímica.
  • C02F3/30 C02F […] › C02F 3/00 Tratamiento biológico del agua, agua residual o de alcantarilla. › Procedimientos aerobios y anaerobios.
  • C02F9/00 C02F […] › Tratamiento en varias etapas del agua, agua residual o de alcantarilla.

PDF original: ES-2437765_T3.pdf

 

Instalación y procedimiento de pretratamiento de agua bruta.

Fragmento de la descripción:

Instalación y procedimiento de pretratamiento de agua bruta.

Sector de la técnica [0001] La invención se refiere a una instalación y un procedimiento de pretratamiento de agua bruta destinados a producir un agua que podrá ser tratada más adelante para obtener agua potable o un agua denominada "técnica", es decir, no apta para el consumo pero que sí puede destinarse a usos domésticos, agrícolas e industriales, como la limpieza, el lavado, la colada, las cisternas, el riego de jardines o la irrigación.

La invención está asimismo relacionada con los dispositivos y procedimientos auxiliares susceptibles de ser utilizados en una instalación o un procedimiento de pretratamiento o de purificación de agua bruta.

Estado de la técnica

Hace ya más de diez años que el inventor de la presente solicitud de patente desarrolló el procedimiento de pretratamiento de aguas brutas objeto de la solicitud internacional número WO 97/14659.

Dicho procedimiento incluye una etapa de desinfección impulsada mediante electrólisis en corriente alterna de partículas de hierro que pueden estar contenidas en cestas de titanio o de zirconio, recubiertas por un catalizador y agitadas de forma mecánica o por ultrasonidos.

El inventor ha continuado con sus investigaciones con el objeto de mejorar su procedimiento y de integrar las nuevas normas aplicables en materia de agua potable, especialmente la norma europea nO DE 98/83/CE, así como las últimas recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS) en este ámbito.

Por lo tanto, se han logrado desarrollar nuevos procedimientos, dispositivos e instalaciones capaces de pretratar aguas de una calidad incluso más degradada que anteriormente, por estar más cargadas de lodos, sales, nitritos, compuestos orgánicos y/o otros metales pesados.

Descripción breve de la invención [0007] Conforme a un primer aspecto, la invención se refiere a un dispositivo auxiliar según el punto 1 siguiente:

1. Dispositivo auxiliar que comprende una cuba que contiene:

una solución acuosa que contiene hipoclorito de sodio y un ánodo que comprende un recipiente metálico con partículas de hierro, al menos algunas de las cuales están sumergidas en la solución acuosa que contiene el hipoclorito de sodio y un cátodo con al menos una parte sumergida en la solución acuosa que contiene el hipoclorito de sodio,

este dispositivo se caracteriza por que al menos una porción de la parte sumergida del cátodo se encuentra por encima de al menos algunas de las partículas de hierro sumergidas.

Dicho dispositivo posee la ventaja de permitir un mejor reparto de las líneas de corriente, lo cual mejora su funcionamiento respecto a la etapa de desinfección impulsada e instaurada en el procedimiento de la solicitud internacional anteriormente mencionada número WO 97/14659. Además, dado que no existe la necesidad de utilizar más de un recipiente metálico, es muy sencillo de realizar.

Características ventajosas del dispositivo auxiliar del punto 1 anteriormente mencionado vienen indicadas en los puntos 2 a 8 siguientes:

2. Dispositivo auxiliar según el punto 1, en el que el cátodo tiene una forma sensiblemente plana.

3. Dispositivo auxiliar según el punto 2, en el que el cátodo se presenta bajo la forma de una rejilla.

4. Dispositivo auxiliar según uno de los puntos 1 a 3, en el que el recipiente metálico es al menos parcialmente de titanio, zirconio, aleación de titanio o aleación de zirconio.

5. Dispositivo auxiliar según uno de los puntos 1 a 4 en el que el cátodo incluye, en su cara o caras orientadas hacia las partículas de hierro, un elemento de separación, preferentemente un material poroso aislante, en particular un textil poroso, por ejemplo de polietileno o de polipropileno.

6. Dispositivo auxiliar según uno de los puntos 1 a 5, comprendiendo además medios de agitación del recipiente metálico.

7. Dispositivo auxiliar según uno de los puntos 1 a 6, comprendiendo además un electroimán que rodea el recipiente metálico que contiene las partículas de hierro.

8. Dispositivo auxiliar según uno de los puntos 1 a 7, donde el interior del recipiente está al menos parcialmente revestido de una capa de catalizador, preferentemente de paladio.

El dispositivo auxiliar, según los puntos 1 a 8, puede utilizarse en diversos procedimientos, en particular en procedimientos de tratamiento o de pretratamiento de agua bruta.

Por ejemplo, puede servir de dispositivo auxiliar para la producción de un coagulante que intervenga en un proceso global de tratamiento de agua bruta. Asimismo podrá utilizarse para instaurar un procedimiento auxiliar, continuo o discontinuo, de producción de un coagulante para agua bruta, en el que:

se introduce una solución acuosa de hipoclorito de sodio en la cuba del dispositivo; se alimenta con corriente continua el ánodo y el cátodo del dispositivo; se permite la realización de la electrólisis de hierro; y se extrae el coagulante de la cuba.

Dicho coagulante puede entonces servir para tratar un agua bruta.

El dispositivo anteriormente mencionado puede servir asimismo como dispositivo auxiliar para el tratamiento de un agua que contenga hipoclorito de sodio, procedente principalmente de un tratamiento previo. Asimismo podrá utilizarse para implantar un procedimiento auxiliar, continuo o discontinuo, de tratamiento de un agua que contenga hipoclorito de sodio, en el que:

se introduce el agua a tratar que contiene hipoclorito de sodio en la cuba del dispositivo auxiliar; se alimenta con corriente continua el ánodo y el cátodo del dispositivo auxiliar; se permite la realización de la electrólisis de hierro; y se extrae el agua tratada de la cuba.

El agua tratada obtenida podrá pasar a continuación por otros tratamientos suplementarios, principalmente para incrementar su pureza.

Según una variante ventajosa de este procedimiento de tratamiento de un agua que contenga hipoclorito de sodio, la corriente continua es intermitente, preferentemente intercalada regularmente o siguiendo una serie de impulsos, preferentemente con una frecuencia de entre 0, 1 y 1 Hz.

Según otra variante ventajosa, el electroimán del dispositivo mencionado en el punto 7 anterior está conectado a una fuente de corriente altema.

Según un segundo aspecto, la invención tiene por objeto un dispositivo de filtración de agua bruta según el punto 16 siguiente:

16. Dispositivo de filtración de agua bruta que incluye un filtro biológico con una entrada y una salida, caracterizado por que dicho filtro biológiCO comprende una capa de filtración aeróbica y una capa de filtración anaeróbica conectadas la una a la otra.

Éste dispositivo de filtración puede utilizarse en numerosos procedimientos de filtración de agua bruta.

Las características ventajosas del dispositivo de filtración del punto 16 anterior vienen indicadas en los puntos 17 a 24 siguientes:

17. Dispositivo según el punto 16, en el que las capas de filtración aeróbica y anaeróbica incluyen fibras hidrófugas y oleófilas.

18. Dispositivo según el punto 17, en el que las fibras hidrófugas y oleófilas incluyen fibras de polipropileno.

19. Dispositivo de filtración de agua bruta según uno de los dispositivos 16 a 18, en el que una de las capas de filtración aeróbica y anaeróbica está conectada a:

un separador (en la parte anterior) y el otro a un decantador laminado (en la parte posterior) , estando este último conectado a su vez a un coalescedor (en la parte posterior) , estando este último conectado a su vez a un estabilizador de flujo (en la parte posterior) .

20. Dispositivo de filtración de agua bruta según uno de los puntos 16 a 19 que incluye, además, en la parte posterior de la capa de filtración aeróbica, un conducto de alimentación de aire, de oxígeno o de una mezcla de gas adecuada que contenga oxígeno.

21. Dispositivo de filtración según el punto 20, en el que el separador incluye cortinas porosas.

22. Dispositivo de filtración según el punto 21, en el que las cortinas porosas son de polipropileno.

23. Dispositivo de filtración según uno de los puntos 17 a 22, que incluye además los medios de agitación de las capas de filtración aeróbica yanaeróbica.

24. Dispositivo de filtración según uno de los puntos 17 a 23, en el que el filtro biológico incluye además, para 3

cada una de las capas de filtración aeróbica y anaeróbica, un conducto para la inoculación bacteriana. Como variante, se puede prever asimismo una abertura o un dispositivo que permita inocular las bacterias... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de pretratamiento de agua bruta, en el que:

se utiliza una instalación que comprende:

1) un dispositivo de filtración (1) que incluye, desde río arriba a río abajo:

un estabilizador de flujo (4) , un coalescedor (7) , un decantador laminado (12) , un filtro biológico con una entrada (15) y una salida (28) , comprendiendo dicho filtro biológico una capa de filtración aeróbica (16) conectada a una capa de filtración anaeróbica (21) , un separador (27) , un dispositivo auxiliar (2) que comprende una cuba que contiene:

un ánodo que incluye un recipiente metálico (46) con partículas de hierro, un cátodo (47) , al menos una porción de la parte sumergida del cátodo (47) se encuentra por encima de al menos algunas de dichas partículas de hierro, la salida (8) de este dispositivo auxiliar (2) está conectada al coalescedor (7) del dispositivo de filtración (1 ) ;

se introduce una solución acuosa que contiene el hipoclorito de sodio en dicho recipiente metálico (46) del dispositivo auxiliar (2) , de modo que al menos algunas de las partículas de hierro queden sumergidas en la solución acuosa que contiene el hipoclorito de sodio y que el cátodo (47) tenga al menos una parte sumergida en la solución acuosa que contiene el hipoclorito de sodio; se produce un coagulante por medio del dispositivo auxiliar (2) y se introduce en el coalescedor (7) del dispositivo de filtración (1) ; y se permite la realización de la filtración en el dispositivo de filtración (1) .

2. Procedimiento de pretratamiento de agua bruta según la reivindicación 1, en el que:

se utiliza además un segundo dispositivo auxiliar (3) que comprende una cuba que contiene:

un ánodo que comprende un recipiente metálico (46bis) con partículas de hierro y, un cátodo (47bis) , al menos una porción de la parte sumergida del cátodo (47bis) se encuentra por encima de a menos algunas partículas de hierro, un electroimán o un bucle magnético (44) que rodea el recipiente metálico que contiene las partículas de hierro, la entrada (37) de dicho segundo dispositivo auxiliar (3) está conectada a la salida (30) del dispositivo de filtración de agua bruta (1) ; dicho segundo dispositivo auxiliar (3) está conectado de modo que algunas de las partículas de hierro quedan sumergidas en la solución acuosa con hipoclorito de sodio y que el cátodo (47) cuenta al menos con una parte sumergida en la solución acuosa con hipoclorito de sodio;

se alimenta el ánodo (46bis) y el cátodo (47bs) del segundo dispositivo auxiliar (3) con corriente continua; se permite la realización de la electrólisis de hierro; se permite la realización del tratamiento del agua filtrada en el segundo dispositivo auxiliar (3) ; y se recupera el agua bruta pretratada en la salida (42) del segundo dispositivo auxiliar (3) .

3. Procedimiento de pretratamiento de agua bruta según la reivindicación 1 o 2, que incluye además una etapa de producción de una solución acuosa de hipoclorito de sodio que se suministra al dispositivo auxiliar (2) .

4. Procedimiento de pretratamiento de agua según la reivindicación 2 o 3, que incluye además una etapa de producción, en un dispositivo complementario, de una solución acuosa de hipoclorito de sodio que se suministra a dicho segundo dispositivo auxiliar (3) .

5. Procedimiento de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 1 a 4, realizado de forma continua.

6. Procedimiento de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 1 a 5, donde el segundo dispositivo auxiliar (3) se alimenta con corriente intermitente, preferentemente cortada regularmente y aún más preferentemente con una frecuencia comprendida entre 0, 1 Y 1 Hz.

7. Procedimiento de pretratamiento de agua bruta según la reivindicación 2 o según una de las reivindicaciones 3 a 6 vinculada a la reivindicación 2, en el cual se conecta el electroimán (44) a una fuente de corriente alterna.

8. Procedimiento de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual, el filtro biológico incluye además, para cada una de las capas de filtración aeróbica (16) y anaeróbica (21) , un conducto para la inoculación bacteriana (31, 32) Y en el que se introduce, gota a gota, bien agua bruta o un preparado acuoso bacteriano en las capas de filtración aeróbica (16) y anaeróbica (21) a través de conductos para la inoculación bacteriana (31, 32) .

9. Instalación de pretratamiento de agua bruta, que comprende:

1) un dispositivo de filtración (1) que comprende, de río arriba a río abajo:

un estabilizador de flujo (4) , un coalescedor (7) , un decanta dar laminado (12) , un filtro biológico con una entrada (15) y una salida (28) , comprendiendo dicho filtro biológico una capa de filtración aeróbica (16) conectada a una capa filtración anaeróbica (21 ) , un separador (27) ;

2) un dispositivo auxiliar (2) que comprende una cuba que contiene:

una solución acuosa con hipoclorito de sodio y un ánodo que incluye un recipiente metálico (46) con partículas de hierro, algunas de las cuales al menos algunas están sumergidas en la solución acuosa con hipoclorito de sodio y un cátodo (47) Con al menos una parte sumergida en la solución acuosa con hipoclorito de sodio, al menos una porción de la parte sumergida del cátodo (47) se encuentra por encima de al menos algunas de las partículas de hierro sumergidas, la salida (8) de este dispositivo auxiliar (2) está conectada al coalescedor (7) del dispositivo de filtración (1) .

10. Instalación de pretratamiento de agua bruta según la reivindicación 9, que comprende además:

un segundo dispositivo auxiliar (3) que comprende una cuba que contiene:

un ánodo que incluye un recipiente metálico (46bis) con partículas de hierro, algunas de las cuales están sumergidas en la solución acuosa con hipoclorito de sodio y un cátodo (47bis) con al menos una parte sumergida en la solución acuosa con hipoclorito de sodio, al menos una porción de la parte sumergida del cátodo (47bis) se encuentra por encima de al menos algunas de las partículas de hierro sumergidas, un electroimán o un bucle magnético (44) que rodea el recipiente metálico con las partículas de hierro, la entrada (37) de dicho dispositivo auxiliar (3) está conectada a la salida (30) del dispositivo de filtración de agua bruta (1) .

11. Instalación de pretratamiento de agua bruta según la reivindicación 9 o 10, que incluye además un dispositivo complementario de producción de una solución acuosa de hipoclorito de sodio que alimenta un depósito (34) , a su vez conectado a un conducto de entrada (35) del dispositivo auxiliar (2) .

12. Instalación de pretratamiento de agua bruta según la reivindicación 10 u 11, que incluye además un dispositivo complementario de producción de una solución acuosa de hipoclorito de sodio que alimenta un depósito (34) , a su vez conectado a un conducto (48) replegado en el conducto de entrada (37) del dispositivo auxiliar (3) .

13. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 12, en la que el cátodo (47, 47bis) tiene una forma sensiblemente plana.

14. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 12, en la que el cátodo (47, 47bis) se presenta bajo la forma de rejilla.

15. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 14, en la que el recipiente o recipientes metálicos (46, 46bis) son al menos parcialmente de titanio, zirconio, aleación de titanio o aleaciones de zirconio.

16. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 15, en la que el cátodo o cátodos (47, 47bis) incluyen, al menos la cara que tienen orientada hacia las partículas de hierro, un

elemento de separación, preferentemente de un material poroso aislante, en particular un textil poroso, por ejemplo, de polietileno o de polipropileno.

17. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 16, que comprende además medios de agitación de los recipientes metálicos (46, 46bis) .

18. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 17, que comprende además un electroimán o un bucle magnético (44) que rodea el recipiente metálico (46bis) del segundo dispositivo auxiliar (3) que contiene las partículas de hierro.

19. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 18, en la que el interior del recipiente metálico (46bis) del segundo dispositivo auxiliar (3) está al menos parcialmente revestido con una capa de catalizador, preferentemente de paladio.

20. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 19, en la que las capas de filtración aeróbica (16) y anaeróbica (21) incluyen fibras hidrófobas y oleófilas.

21. Instalación de pretratamiento de agua bruta según la reivindicación 20, en la que las fibras hidrófobas y oleófilas incluyen fibras de polipropileno.

22. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 21, que comprende además, en la parte posterior de la capa de filtración aeróbica (16) , un conducto de alimentación (17) de aire, de oxígeno o de una mezcla de gas adecuado que contenga oxígeno.

23. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 22, en la que el separador (27) cuenta con cortinas porosas.

24. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 23, en la que las cortinas porosas son de polipropileno.

25. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 24, en la que se incluyen además medios de agitación de las capas de filtración aeróbica (16) y anaer6bica (21) .

26. Instalación de pretratamiento de agua bruta según una de las reivindicaciones 9 a 24, en la que el filtro biológico incluye además, para cada una de las capas de filtración aeróbica (16) y anaeróbica (21) , un conducto para la inoculación bacteriana (31, 32) .

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