Sistema de inyección de una suspensión de CaCO3 micronizada para la remineralización del agua desalinizada y dulce.

Proceso para la remineralización de agua que comprende los pasos de:

a) obtener agua de alimentación con una concentración de dióxido de carbono en un rango de 20 a 60 mg/l

,

b) suministrar una suspensión acuosa que comprende carbonato de calcio micronizado, en la que el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula de 0,1 a 5 mm y un contenido de insoluble de HCl de 0,02 al 0,6 % en peso, sobre la base del peso total del carbonato de calcio, y

c) combinar el agua de alimentación del paso a) y la suspensión acuosa del paso b) para obtener agua remineralizada, en la que la concentración del carbonato de calcio en la suspensión es del 2 al 40 % en peso, sobre la base del peso total de la suspensión.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11175012.

Solicitante: Omya International AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: BASLERSTRASSE 42 4665 OFTRINGEN SUIZA.

Inventor/es: SKOVBY,MICHAEL, POFFET,MARTINE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > C02F1/00 (Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/68 (por adición de sustancias específicas, para mejorar el agua potable, p. ej. por adición de elementos en estado de trazas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/44 (por diálisis, ósmosis u ósmosis inversa)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas... > C02F103/08 (Agua marina, p. ej. para desalinización)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas... > C02F103/02 (Agua no contaminada, p. ej. suministro industrial de agua)

PDF original: ES-2537376_T3.pdf

 

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Sistema de inyección de una suspensión de CaCO3 micronizada para la remineralización del agua desalinizada y dulce.

Fragmento de la descripción:

Sistema de inyección de una suspensión de CaC03 micronizada para la remineralización del agua desalineada y dulce.

La invención se relaciona con el campo del tratamiento del agua y, más específicamente, con un proceso para la 5 remineralización del agua y el uso de carbonato de calcio en dicho proceso.

El agua potable se ha tornado escasa. Aun en países con riqueza de aguas, no todas las fuentes y reservónos son adecuados para la producción de agua potable y muchas fuentes de hoy en día están amenazadas por un drástico deterioro de la calidad del agua. En un principio el agua abastecida para fines de agua potable era principalmente agua superficial y agua subterránea. Sin embargo, el tratamiento del agua de mar, salmuera, aguas salobres, aguas 10 de desecho y aguas efluentes contaminadas está cobrando cada vez más importancia por razones ambientales y económicas.

Para recuperar agua del agua de mar o el agua salada, para uso como agua potable, se conocen varios procesos que son de considerable importancia para regiones áridas, regiones costeras e islas marinas, y esos procesos comprenden procesos de destilación electrolítica, como así también de osmosis u osmosis inversa. El agua obtenida 15 en virtud de esos procesos es muy blanda y tiene un bajo valor de pH debido a la falta de sales amortiguadoras de pH y, por consiguiente, tiende a ser sumamente reactiva y, a menos que se la trate, puede generar serias dificultades de corrosión durante su transporte por cañerías convencionales. Por añadidura, el agua desalineada no puede ser utilizada directamente como fuente de agua potable. Para impedir la disolución de sustancias nocivas en las redes de cañerías, para evitar la corrosión de los elementos hidráulicos tales como caños y válvulas y para 20 otorgar al agua un sabor más agradable, es necesario remineralizar el agua.

Los procesos convencionales que se utilizan principalmente para la remineralización del agua son la disolución de la cal por el dióxido de carbono y la filtración de lechos de piedra caliza. Otros procesos de remineralización menos comunes comprenden, por ejemplo, la adición de cal hidratada y carbonato de sodio, la adición de sulfato de calcio y bicarbonato de sodio o la adición de cloruro de calcio y bicarbonato de sodio.

El proceso con cal conlleva el tratamiento de la solución de cal con agua acidificada con CO2, en el cual se incluye la siguiente reacción:

Ca(OH)2 + 2 C02 -» Ca2+ + 2 HCO"

Como se puede deducir del esquema de reacción expuesto, se necesitan dos equivalentes de CO2 para convertir un equivalente de Ca(OH)2 a Ca2+ y bicarbonato para la remineralización. Este método depende de la adición de dos 30 equivalentes de CO2, para convertir el hldróxldo del anión básico a la especie de bicarbonato moduladora del pH. Para la remineralización del agua, se prepara una solución saturada de hidróxido de calcio, comúnmente denominada agua dura, de 0,1-0,2 % en peso sobre la base del peso total, a partir de una lechada de cal (habitualmente a lo sumo 5 % en peso). Por lo tanto, se debe utilizar un saturador para producir el agua dura y se necesitan grandes volúmenes de agua dura para obtener el nivel pretendido de remineralización. Otra desventaja de 35 este método es que la cal hidratada es corrosiva y requiere una manipulación apropiada y equipamiento especializado. Más aun, una adición mal controlada de cal hidratada al agua blanda puede llevar a desplazamientos perjudiciales del pH debido a la ausencia de las propiedades moduladoras de la cal.

El proceso de filtración en lecho de cal comprende el paso de hacer pasar el agua blanda a través de un lecho de piedra caliza granulada que disuelve el carbonato de calcio en la corriente de agua. El contacto de la piedra caliza 40 con el agua acidificada con CO2 mineraliza el agua de acuerdo con lo siguiente:

CaC03 + C02 + H20 Ca2+ + 2 HCO"

A diferencia del proceso con cal, sólo se necesita estequiométricamente un equivalente de CO2 para convertir un equivalente de CaC03 a Ca2+ y bicarbonato para la remineralización. Por añadidura, la caliza no es corrosiva y debido a las propiedades moduladoras del CaC03 se previenen los grandes desplazamientos del pH.

Una ventaja adicional del uso de carbonato de calcio en lugar de cal es su bajísima huella de dióxido de carbono. Para producir una tonelada de carbonato de calcio se emiten 75 kg de CO2 en tanto que se emiten 750 kg de CO2 para la producción de una tonelada de cal. Por lo tanto, el uso de carbonato de calcio en lugar de cal presenta algunos beneficios ambientales.

Sin embargo, la velocidad de disolución del carbonato de calcio granulado es baja y se necesitan grandes filtros para

el proceso de filtración de la caliza. Eso causa una huella de tamaño considerable en esos filtros y se necesitan instalaciones de grandes superficies para esos sistemas de filtración en lecho de piedra caliza.

Se han descrito métodos para la remineralización del agua usando lechada de cal o una suspensión de cal en US 7.374. 694 y EP 0 520826. US 5.914.046 describe un método para reducir la acidez en las descargas de efluentes utilizando un lecho de caliza pulsado. Se describe otro método de remineralización en SU1412232 A1, que desvela un método que comprende la introducción de una solución de dióxido de carbono y un material que contiene carbonato de calcio dispersado fino simultáneamente en agua desalinizada térmicamente.

El solicitante también tiene conocimiento de la Solicitud de patente europea no publicada 10 172 771.7 que describe un método para la remineralización del agua desalinizada y dulce mediante la inyección de una suspensión de carbonato de calcio micronizado y dióxido de carbono gaseoso en el agua alimentada.

Sin embargo, todos los documentos citados de la técnica anterior describen procesos para la remineralización del agua de alimentación que no contiene o sólo contiene una baja concentración de dióxido de carbono antes del proceso de remineralización.

No obstante, existe asimismo agua de alimentación con una concentración elevada o suficiente de dióxido de carbono antes del proceso de remineralización, sobre la base del nivel de remineralización pretendido. La mención de una concentración elevada o suficiente de dióxido de carbono se refiere a una cantidad de por lo menos 20 mg de C02 por litro de agua de alimentación.

Un tipo de agua de alimentación con una concentración tan elevada de dióxido de carbono es el agua subterránea cuyo origen es el agua que se ha estado filtrando a través de las rocas calcáreas o debido a condiciones anaerobias.

Se puede encontrar otro tipo de agua de alimentación que tiene una concentración de dióxido de carbono de por lo menos 20 mg/l, por ejemplo, durante el tratamiento de las aguas de desecho de una planta de aguas servidas. Esto es así porque un paso del tratamiento del agua residual consiste en la desalinización del agua residual mediante el uso de osmosis inversa. Sin embargo, para prevenir o reducir la formación de incrustaciones en las membranas del aparato de osmosis inversa, se agrega en particular ácido sulfúrico al agua de alimentación a la osmosis inversa para bajar el pH. La adición de ácido en la alimentación a la osmosis inversa lleva a una conversión de la especie de carbonato en el agua de alimentación a dióxido de carbono libre, que no se retira de las membranas del aparato de osmosis inversa y, por consiguiente, está presente en el agua de alimentación que sale del aparato de osmosis. No obstante, este exceso de dióxido de carbono presente en el agua de alimentación tiene que ser separado antes de la adición de cal. En la actualidad, la retirada del exceso de dióxido de carbono del agua de alimentación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para la remineralización de agua que comprende los pasos de:

a) obtener agua de alimentación con una concentración de dióxido de carbono en un rango de 20 a 60 mg/l,

b) suministrar una suspensión acuosa que comprende carbonato de calcio micronizado, en la que el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula de 0,1 a 5 pm y un contenido de insoluble de HCI de 0,02 al 0,6 % en peso, sobre la base del peso total del carbonato de calcio, y

c) combinar el agua de alimentación del paso a) y la suspensión acuosa del paso b) para obtener agua remineralizada, en la que la concentración del carbonato de calcio en la suspensión es del 2 al 40 % en peso, sobre la base del peso total de la suspensión.

2. El proceso de la reivindicación 1, en el que la concentración de carbonato de calcio en la suspensión es de 2 a 20 % en peso, preferentemente de 3 a 15 % en peso y muy preferentemente de 5 a 10 % en peso sobre la base del peso total de la suspensión, o la concentración de carbonato de calcio en la suspensión es de 10 a 40 % en peso, de 15 a 30 % en peso, o de 20 a 25 % en peso, sobre la base del peso total de la suspensión.

3. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el carbonato de calcio es un carbonato de calcio molido, carbonato de calcio modificado o carbonato de calcio precipitado, o una mezcla de estos.

4. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la suspensión comprende otros minerales con contenido de magnesio, potasio o sodio, preferentemente carbonato de magnesio, carbonato de magnesio y calcio, por ejemplo caliza dolomítica, dolomita calcárea, dolomita o dolomita medio calcinada, óxido de magnesio tal como dolomita calcinada, sulfato de magnesio, hidrógeno carbonato de potasio o hidrógeno carbonato de sodio.

5. El proceso de la reivindicación 4, en el que el período de tiempo entre la preparación de la suspensión y la Inyección de la suspensión es de menos de 48 horas, menos de 24 horas, menos de 12 horas, menos de 5 horas, menos de 2 horas o menos de 1 hora.

6. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada obtenida tiene una concentración de calcio en forma de carbonato de calcio de 15 a 200 mg/l, preferentemente de 50 a 150 mg/l y muy preferentemente de 100 a 125 mg/l, o de 15 a 100 mg/l, preferentemente de 20 a 80 mg/l y muy preferentemente de 40 a 60 mg/l.

7. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el agua remineralizada obtenida tiene una concentración de magnesio de 5 a 25 mg/l, preferentemente de 5 a 15 mg/l y muy preferentemente de 8 a 12 mg/l.

8. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada tiene un valor de turbiedad Inferior a 1,0 NTU, inferior a 0,5 NTU o Inferior a 0,3 NTU.

9. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada tiene un índice de Saturación de Langelier de -2 a 1, preferentemente de -1,9 a 0,9 y muy preferentemente de -0,9 a 0.

10. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada tiene un índice de Densidad de Sedimentos SDhs inferior a 5, preferentemente inferior a 4 y muy preferentemente inferior a 3.

11. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada tiene un índice de Atascamiento de la Membrana MFI0,45 inferior a 4, preferentemente Inferior a 2,5, muy preferentemente inferior a 2.

12. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua de alimentación es agua de mar desalinizada, agua salobre o salmuera, aguas residuales tratadas o agua natural tal como agua subterránea, agua superficial o agua de lluvia y preferentemente agua de mar desalinizada, agua salobre o salmuera, aguas residuales tratadas o agua subterránea.

13. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada se combina con el agua de alimentación.

14. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el proceso comprende además un paso de retirada de partículas.

15. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el proceso comprende además los siguientes pasos:

d) medir un valor paramétrico del agua remineralizada, donde el parámetro es seleccionado del grupo que incluye alcalinidad, conductividad, concentración de calcio, pH, total de sólidos disueltos y turbiedad del agua

remineralizada,

e) comparar el valor paramétrico medido con un valor paramétrico predeterminado, y

f) aportar la cantidad de suspensión inyectada sobre la base de la diferencia entre el valor paramétrico medido y el predeterminado.

16. El proceso de la reivindicación 15, en el que el valor paramétrico predeterminado es un valor de pH, donde el 10 valor de pH es de 5,5 a 9, preferentemente de 7 a 8,5.