Método y equipo para la purificación de agua subterránea.

Un método para purificar agua subterránea o agua subterránea artificial procedente de agua superficial infiltrada o agua superficial disminuyendo el contenido de al menos una sustancia seleccionada del grupo que consiste en metales, metaloides, nitrato y nitrito en dicha agua suministrada a través de conductos de 5 alimentación

(5) dispuestos horizontalmente a una cuenca (1) que contiene material de filtro que se produce de forma natural, mediante el cual, en caso de que se disminuya el contenido de metales o metaloides, agua que contiene al menos un agente seleccionado del grupo que consiste en oxígeno, sustancias liberadoras de oxígeno y reacciones metabólicas de microorganismos que se producen de forma natural, y, en caso de que se disminuya el contenido de nitrato y nitrito, agua que contiene al menos un agente seleccionado del grupo que consiste en sustratos y organismos de desnitrificación, se introduce por lo tanto de forma intermitente en la cuenca (1) a través de una pluralidad de pozos satélite (2) dispuestos alrededor de al menos un pozo de extracción (3) para agua purificada, siendo por lo tanto dicha agua que contiene al menos un agente seleccionado del grupo que consiste en oxígeno, sustancias liberadoras de oxígeno, reacciones metabólicas de microorganismos que se producen de forma natural, organismos de desnitrificación y sustratos distribuida de forma homogénea verticalmente en dicha cuenca (1) y siendo tal la extracción de agua purificada de dicho al menos un pozo de extracción (3) que se crea una presión negativa constante alrededor de dicho al menos un pozo de extracción (3), caracterizado por sellar herméticamente la cuenca (1) mediante un material (11) impermeable al aire y al agua y porque todas las entradas y salidas para los conductos, los cables y demás a través del material (11) se hacen impermeables al aire y al agua

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2004/001169.

Solicitante: 2Alfa Hydrotech AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: Skolvägen 11A 135 55 Tyresö SUECIA.

Inventor/es: HALLBERG,ROLF O.

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... > Tratamiento biológico del agua, agua residual o... > C02F3/02 (Procedimientos aerobios)
  • 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... > C02F1/64 (de hierro o manganeso)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Filtros con sustancia filtrante no aglomerada, es... > B01D24/10 (estando la sustancia filtrante retenida en un recipiente cerrado)

PDF original: ES-2473322_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Mïtodo y equipo para la purificaciïn de agua subterrïnea

Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a un mïtodo para disminuir el contenido de metales, metaloides, nitrato o nitrito en agua subterrïnea, agua subterrïnea artificial, es decir agua superficial infiltrada, o agua superficial de acuerdo con el preïmbulo de la reivindicaciïn 1. La presente invenciïn se refiere tambiïn a un equipo de acuerdo con la reivindicaciïn 6 para llevar a cabo el mïtodo.

Antecedentes de la invenciïn En el pasado, el agua que requiere un tratamiento y purificaciïn para la eliminaciïn de hierro y manganeso se trataba en una planta de tratamiento de agua aïadiendo oxïgeno al agua. Esto causaba la precipitaciïn de impurezas, que se filtraban para dejar el agua purificada. Habitualmente se aïadïa oxïgeno al agua en la forma de oxïgeno puro, o mediante la aireaciïn del agua mediante el uso de un aireador de cascada. Puesto que la concentraciïn de oxïgeno necesaria para precipitar iones de metal de la soluciïn es comparativamente baja, los metales hierro y manganeso se precipitaban mediante el proceso de filtraciïn descrito anteriormente, en el que el filtro abarcaba una o mïs capas de arena a travïs de las cuales era pasada el agua. La inversiïn de capital y los costes de funcionamiento para tal planta de purificaciïn son elevados ya que las capas de arena que funcionan como el material de filtro se deben regenerar de vez en cuando para mejorar la eliminaciïn de los iones de metal precipitados de manganeso y hierro.

De forma alternativa, el agua subterrïnea se ha purificado in situ como se describe en la memoria descriptiva de la patente sueca nï 6903544-2. De forma intermitente se iba introduciendo agua que contiene oxïgeno o sustancias liberadoras de oxïgeno en un acuïfero a travïs de un nïmero de pozos satïlite o conductos satïlite, dispuestos a una distancia predeterminada y que rodeaban un pozo de suministro o un conducto de suministro. El agua oxigenada introducida en este manto hacia dentro de un acuïfero crea un entorno adecuado para el crecimiento de ciertos microbios que mejoran la absorciïn quïmica y metabïlica, la oxidaciïn y la precipitaciïn de compuestos en las capas de la tierra existentes, utilizïndose de ese modo las capas de la tierra como un medio de reacciïn y de filtraciïn. Los microbios empleados a menudo son organismos que son activos principalmente en zonas creadas entre condiciones de oxidaciïn y de reducciïn. De forma intermitente se aïadïa agua que contiene oxïgeno o sustancias liberadoras de oxïgeno durante un periodo de aproximadamente veinticuatro (24) horas. Durante la adiciïn de agua oxigenada o agua que contiene sustancias liberadoras de oxïgeno, el pozo de suministro no se podïa usar como una fuente de agua purificada ya que el uso concurrente del pozo de suministro y los pozos satïlite provocarïa el fallo del mecanismo de filtraciïn o una perturbaciïn en su operaciïn, dando como resultado un deterioro de la calidad del agua. Para suministrar agua de forma continua, se han requerido dos o mïs pozos de suministro o un medio adecuado para el almacenamiento para eludir las desventajas descritas anteriormente, permitiïndose que la retirada de agua purificada se alterne entre al menos dos pozos de suministro o entre el pozo y el medio de almacenamiento. La regeneraciïn se llevaba a cabo en el pozo o pozos de suministro inactivos si era necesario durante la retirada de agua purificada de la fuente de suministro alternativa.

Cuando se retira agua de un ïnico pozo de suministro y se transporta a un pozo satïlite o una pluralidad de pozos 45 satïlite para permitir el uso concurrente del pozo de suministro, el patrïn de flujo del agua recargada pasa a ser generalmente paralelo al patrïn de flujo del agua que purificar. Cuando se establece este patrïn de flujo generalmente paralelo, se desarrolla un patrïn de purificaciïn radial discontinuo entre los pozos satïlite y el pozo de suministro sin que se purifique. Esto reduce gradualmente la operabilidad del pozo de suministro debido a la precipitaciïn de hierro y manganeso, que se produce en mayor medida en una porciïn mïs pequeïa del acuïfero en estrecha proximidad con el pozo de suministro. Este problema no se produce cuando se usan dos o mïs pozos de suministro como se ha descrito previamente, y al alternar la retirada de agua purificada entre los pozos de suministro distribuyïndose de ese modo la precipitaciïn por una porciïn mayor del acuïfero.

Para eliminar el inconveniente con un suministro de agua discontinuo se ha descrito otra alternativa de purificaciïn 55 de agua subterrïnea in situ en la memoria descriptiva de la patente sueca nï 8206393-4. Una ventaja de esa invenciïn es la eliminaciïn de la necesidad de dos o mïs pozos de suministro, permitiïndose que el agua purificada sea bombeada continuamente desde un ïnico medio de suministro al crearse un patrïn de flujo entre pozos satïlite que es aproximadamente perpendicular al patrïn de flujo del agua que purificar. De este modo, se desarrolla un patrïn de purificaciïn circunferencial a una distancia suficiente del pozo de suministro que distribuye la precipitaciïn por una porciïn mayor del acuïfero permitiïndose que se mantenga la operabilidad del pozo de suministro.

Como se usa en este documento, el tïrmino "pozos satïlite" se usa para indicar cualquier medio mediante el cual se pueda introducir agua tratada en un filtro, cuenca, acuïfero o sistema de purificaciïn o de filtraciïn similar mediante el cual tal agua se vaya a purificar. Sin embargo, se debe entender que los "pozos satïlite" tambiïn se usan para 65 retirar agua para la introducciïn en otros pozos satïlite. Ejemplos representativos de pozos satïlite incluyen pozos, conductos, mangueras, tubos y dispositivos similares.

Durante la operaciïn se alimenta agua acondicionada a al menos uno pero menos de todos los pozos satïlite, y simultïneamente con tal introducciïn, se extrae agua de al menos un pozo satïlite con el fin de crear una zona de purificaciïn para la absorciïn, transformaciïn, oxidaciïn, precipitaciïn o volatilizaciïn de contaminantes. En particular, se utiliza agua acondicionada con agentes de oxidaciïn u otros aditivos beneficiosos para reducir la concentraciïn de impurezas del agua no tratada, dejando el agua "purificada". Alimentar agua acondicionada a los pozos satïlite de esta manera crea una zona de purificaciïn o de filtraciïn a una distancia lo suficientemente lejos del medio de suministro como para que se evite el atascamiento del medio de suministro, y se mantenga el flujo adecuado al medio de suministro a travïs de una zona de purificaciïn. El agua suministrada a los pozos satïlite puede consistir en agua acondicionada extraïda de al menos otro pozo satïlite y si se desea tambiïn una porciïn del agua purificada extraïda del medio de suministro.

Al cambiar la pluralidad de pozos satïlite en los que se introduce el agua acondicionada, y al alternar los pozos satïlite desde los que se retira el agua, el usuario optimiza la zona de purificaciïn en la que se precipitan los contaminantes. Cualquier nïmero de pozos satïlite mayor de dos se puede usar en este sistema, dependiendo del tamaïo del sistema de purificaciïn, las condiciones hidrogeolïgicas, las condiciones biogeoquïmicas, la concentraciïn de impurezas contenidas en el agua, etc. Se puede introducir agua acondicionada en los pozos satïlite durante un periodo predeterminado, que oscila entre algunas horas y algunos dïas o mïs tiempo.

El proceso de acuerdo con la memoria descriptiva de la patente sueca nï 8206393-4 tambiïn permite la filtraciïn y la purificaciïn continua de agua subterrïnea y agua superficial utilizando una cuenca, en la que estï contenido y... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un mïtodo para purificar agua subterrïnea o agua subterrïnea artificial procedente de agua superficial infiltrada o agua superficial disminuyendo el contenido de al menos una sustancia seleccionada del grupo que consiste en 5 metales, metaloides, nitrato y nitrito en dicha agua suministrada a travïs de conductos de alimentaciïn (5) dispuestos horizontalmente a una cuenca (1) que contiene material de filtro que se produce de forma natural, mediante el cual, en caso de que se disminuya el contenido de metales o metaloides, agua que contiene al menos un agente seleccionado del grupo que consiste en oxïgeno, sustancias liberadoras de oxïgeno y reacciones metabïlicas de microorganismos que se producen de forma natural, y, en caso de que se disminuya el contenido de 10 nitrato y nitrito, agua que contiene al menos un agente seleccionado del grupo que consiste en sustratos y organismos de desnitrificaciïn, se introduce por lo tanto de forma intermitente en la cuenca (1) a travïs de una pluralidad de pozos satïlite (2) dispuestos alrededor de al menos un pozo de extracciïn (3) para agua purificada, siendo por lo tanto dicha agua que contiene al menos un agente seleccionado del grupo que consiste en oxïgeno, sustancias liberadoras de oxïgeno, reacciones metabïlicas de microorganismos que se producen de forma natural,

organismos de desnitrificaciïn y sustratos distribuida de forma homogïnea verticalmente en dicha cuenca (1) y siendo tal la extracciïn de agua purificada de dicho al menos un pozo de extracciïn (3) que se crea una presiïn negativa constante alrededor de dicho al menos un pozo de extracciïn (3) , caracterizado por sellar hermïticamente la cuenca (1) mediante un material (11) impermeable al aire y al agua y porque todas las entradas y salidas para los conductos, los cables y demïs a travïs del material (11) se hacen impermeables al aire y al agua.

2. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por dividir la cuenca en al menos dos mïdulos dispuestos de forma separada, disminuyïndose el contenido de nitrato y nitrito en un primer mïdulo en una primera etapa, y disminuyïndose el contenido de metales y metaloides en un segundo mïdulo en una segunda etapa, y alimentïndose el agua entre el primer y el segundo mïdulo sin ningïn tratamiento intermedio entre dicha primera y

segunda etapa.

3. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque dicha al menos una sustancia se selecciona del grupo que consiste en nitrato y nitrito.

4. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque dicha al menos una sustancia se selecciona del grupo que consiste en metales y metaloides.

5. El mïtodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 4, caracterizado porque los metales y

metaloides a eliminar del agua se seleccionan del grupo que consiste en hierro, manganeso, plomo y arsïnico. 35

6. Un equipo para purificar agua subterrïnea o agua subterrïnea artificial procedente de agua superficial infiltrada o agua superficial disminuyendo el contenido de al menos una sustancia seleccionada del grupo que consiste en metales, metaloides, nitrato y nitrito en dicha agua, comprendiendo el equipo una cuenca (1) que contiene material de filtro que se produce de forma natural y a la que dicha agua se suministra a travïs de conductos de alimentaciïn 40 (5) dispuestos horizontalmente, al menos un pozo de extracciïn (3) para extraer agua purificada de dicha cuenca, y una pluralidad de pozos satïlite (2) estïn dispuestos alrededor de dicho al menos un pozo de extracciïn (3) para introducir agua de forma intermitente, por lo que, en caso de que se disminuya el contenido de metales o metaloides, agua que contiene al menos un agente seleccionado del grupo que consiste en oxïgeno, sustancias liberadoras de oxïgeno, y sustratos metabïlicos de microorganismos que se producen de forma natural, y, en caso de que se 45 disminuya el contenido de nitrato y nitrito, agua que contiene al menos un agente seleccionado del grupo que consiste en sustancias y organismos de desnitrificaciïn, se introduce por lo tanto de forma intermitente en la cuenca (1) a travïs de una pluralidad de pozos satïlite (2) dispuestos alrededor de al menos un pozo de extracciïn (3) para agua purificada, caracterizado porque la cuenca (1) estï sellada hermïticamente mediante un material (11) que es impermeable al aire y al agua y porque todas las entradas y salidas de los conductos, los cables y demïs 50 proporcionados a travïs del material (11) estïn hechas impermeables al aire y al agua.

7. El equipo de acuerdo con la reivindicaciïn 6, caracterizado porque dichos pozos satïlite (2) comprenden al menos un conducto de inyecciïn (8) y al menos un conducto de extracciïn (7) , y porque dicho al menos un conducto de inyecciïn (8) y dicho al menos un conducto de extracciïn (7) estïn provistos de orificios o agujeros (10) , por lo que 55 las ïreas de los orificios o agujeros proporcionados en el conducto de inyecciïn (8) aumentan con la profundidad aumentada y las ïreas de los orificios o agujeros proporcionados en el conducto de extracciïn (7) disminuyen con la profundidad aumentada.

8. El equipo de acuerdo con la reivindicaciïn 6, caracterizado porque la cuenca (1) comprende al menos dos 60 mïdulos dispuestos de forma separada, por lo que el agua se puede alimentar entre los mïdulos sin ningïn tratamiento intermedio.