Método para transformar aguas contaminadas y/o salinas en agua apta para el consumo humano.

Método para la potabilización del agua; que comprende la filtración del agua a tratar mediante el paso de la misma a través de una membrana selectiva

, constituida por una combinación de membranas de nanofiltración y membranas de ósmosis inversa, adecuada para permitir el paso de una proporción controlada de los cloruros y otras sales de molécula pequeña disueltos en el agua a tratar, Este método comprende un control de la proporción de cloruros y otras sales de molécula pequeña que atraviesan la membrana selectiva mediante: - una variación de la proporción entre las membranas de ósmosis inversa y las membranas de nanofiltración que componen dicha membrana selectiva y; - una variación de las presiones de trabajo. También contempla el tratamiento del agua potabilizada mediante un proceso electrolítico que separa el cloro de los cloruros contenidos en el agua potabilizada, con la consiguiente cloración del agua potabilizada.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201201287.

Solicitante: SERRAHIMA, Jordi.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: SERRAHIMA,Jordi.

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 del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/44 (por diálisis, ósmosis u ósmosis inversa)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Procedimiento de separación que utilizan membranas... > B01D61/02 (Osmosis inversa; Hiperfiltración)

PDF original: ES-2472465_A2.pdf

 

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Descripción:

Método para transformar aguas contaminadas y/o salinas en agua apta para el consumo humano

Objeto de la invención.

La presente invención se refiere a un método para transformar aguas contaminadas y/o salinas en agua que, por seguir conteniendo una adecuada concentración salina, sea apta para el consumo humano, utilizando para ello unas membranas selectivas de filtración, capaces de eliminar la contaminación del agua a tratar y que permiten el paso controlado de un porcentaje deseado de las sales de moléculas pequeñas presentes en el agua a tratar.

Este método presenta unas características orientadas a conseguir agua potable con un porcentaje deseado de sales contenidas ¡nicialmente en el agua a tratar.

Campo de aplicación de la invención.

Esta invención es aplicable en el campo del tratamiento, depuración y potabilización de agua.

Antecedentes de la invención.

Actualmente son utilizadas diferentes técnicas para el tratamiento, la depuración y potabilización de aguas procedentes de usos diversos. Entre estas técnicas cabe mencionar:

- Microfiltración y ultrafiltración.

Las técnicas de microfiltración y ultrafiltración permiten eliminar del agua a

tratar, aquellas macromoléculas de un tamaño superior a 100 nm (nanómetros) y moléculas con un tamaño de 10 nm (nanómetros), respectivamente.

El rendimiento en la producción utilizando estas técnicas puede ser del 100%, es decir, por cada 100 litros de agua a tratar se pueden obtener 100 litros de agua tratada.

- Nanofiltración

La nanofiltración es una técnica que ha prosperado a lo largo de los últimos años y es aplicada básicamente en la purificación de agua; permitiendo la separación de las partículas de hasta 1 nm (nanómetro) de tamaño.

Mediante la técnica de nanofiltración se obtiene un rendimiento de producción inferior que en las técnicas de microfiltraclón y ultrafiltraclón, ya que 100 litros de agua a tratar producirán del orden de 60 litros de agua potable y de 40 litros de agua con gran concentración de sales, llamada "concentrado", que se deberá eliminar.

Los dispositivos de nanofiltración suelen trabajar a presiones por debajo de los 10 Kg/cm2 y utilizan unas membranas que retienen las sales de moléculas mayores, en tanto que dejan pasar parte de las sales de moléculas más pequeñas.

Estas membranas también eliminan toda contaminación bacteriológica.

La presentación más habitual de las membranas de nanofiltración consiste en un arrollamiento de varias membranas de nanofiltración insertado dentro de un tubo de presión.

Algunas aplicaciones de la nanofiltración son:

Eliminación de pesticidas de las aguas subterráneas.

Eliminación de metales pesados de las aguas residuales.

Reciclaje de aguas residuales en lavanderías.

Eliminación de sustancias orgánicas, tales como agentes colorantes.

Eliminación de nitratos (purines).

- Ósmosis inversa

Las membranas de ósmosis inversa trabajan a presiones media (unos 15 Kg/cm2) o alta (hasta 60 Kg/cm2), para separar partículas de bajo peso molecular y sales disueltas en el agua. Permiten la separación de partículas de tamaños inferiores a 1nm y dejan pasar únicamente agua. Asimismo eliminan todo tipo de contaminación bacteriológica.

Estas membranas de ósmosis inversa son utilizadas para potabilizar aguas salobres o agua de mar.

El rendimiento de producción de la ósmosis inversa oscila entre el 10 % (agua de mar) y el 40% (aguas poco salinas). Al igual que en la nanofiltración, el concentrado se debe eliminar.

La presentación más habitual de las membranas de ósmosis inversa consiste en un arrollamiento de varias membranas de ósmosis inversa insertado dentro de un tubo de presión.

Algunas aplicaciones de la ósmosis inversa son:

Abastecimiento de agua a calderas de vapor

Producción de agua para artes gráficas

Producción de agua ultra pura para industrias electrónicas

Concentración de zumos de frutas, azúcar y café

Concentración de leche para la producción de queso

El inconveniente de tratar el agua con procedimientos de osmosis inversa es que éstos eliminan prácticamente el 100% de las sales, por lo que las aguas así producidas se deben remineralizar con distintas sales para que sean aptas para el consumo humano, lo que conlleva unos costes importantes.

Descripción de la invención

La invención se refiere a un método para la potabilización del agua que posibilita la potabilización del agua a tratar, y la obtención de agua potable con un porcentaje controlado de sales presente en el agua a tratar. Entre éstas destacarán los cloruros.

Este método aporta diversas ventajas, entre las que cabe mencionar la reducción de los costes de remineralización del agua potabilizada antes de ser reutilizada, dado que mantiene un porcentaje de las sales de moléculas pequeñas contenidas en el agua a tratar y, opcionalmente, esta agua tratada podría ser sometida a un proceso electrolítico que generase cloro, a partir de los cloruros contenidos en ella, eliminando así la necesidad habitual de aportación de químicos para este menester, con la consiguiente desinfección de aquella agua tratada.

Este método comprende la filtración del agua a tratar mediante el paso de la misma a través de una membrana selectiva, compuesta por una combinación de membranas de nanofiltración y de membranas de osmosis

inversa, que permite el paso de una proporción controlada de los cloruros y otras sales de moléculas pequeñas disueltas en el agua a tratar.

El método de la invención comprende un control de la proporción de sales de pequeñas moléculas, y en particular de cloruros, que atraviesan la membrana selectiva mediante:

una variación de la proporción entre las membranas de osmosis inversa y las membranas de nanofiltración que componen dicha membrana selectiva y

una variación de las presiones de trabajo.

Mediante este control se consigue que el porcentaje de cloruros que atraviesan la membrana selectiva respecto a la cantidad de cloruros contenida en el agua a tratar se pueda variar entre el 50% permitido por las membranas de nanofiltración y el prácticamente 0% permitido por las membranas de osmosis inversa.

Otra ventaja de este método, mediante la utilización de la mencionada membrana selectiva, es que permite una mayor producción de agua tratada que los que utilizan solo membranas de osmosis inversa, ya que su ratio de conversión se va a situar en un punto intermedio entre el 10% proporcionada por la osmosis inversa y el 60 % proporcionada por la nanofiltración.

Otra de las ventajas de este método, es que la presión de trabajo necesaria para impulsar el agua a tratar y que pase a través de la membrana selectiva es inferior a la utilizada en los tratamientos de osmosis inversa, lo que supone una reducción de la energía necesaria para su funcionamiento.

En una realización concreta, el método de la invención contempla adicionalmente la posibilidad de realizar un tratamiento del agua potabilizada

mediante un proceso electrolítico que separa el cloro de los cloruros contenidos en el agua potabilizada, con la consiguiente cloración del agua potabilizada.

En esta realización concreta el método de la invención permite realizar la cloración del agua potabilizada sin añadir producto químico alguno, lo que supone un ahorro significativo de costos respecto a las técnicas utilizadas actualmente.

Una vez descrita la naturaleza de la invención, se hace constar a los efectos oportunos que en la misma se podrán introducir los cambios que se consideren oportunos, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.


 


Reivindicaciones:

1Método para transformar aguas contaminadas y/o salinas en agua apta para el consumo humano; que comprende una filtración del agua a tratar 5 caracterizado porque el agua se hace pasar a través de una membrana selectiva, constituida por una combinación de membranas de nanofiltración y de membranas de osmosis inversa, adecuada para permitir el paso de una proporción deseada de los cloruros, y otras sales de pequeñas moléculas, disueltos en el agua a tratar.

2.- Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un control de la proporción de sales y cloruros que atraviesan la membrana selectiva mediante: - una variación de la proporción entre las membranas de osmosis inversa y las membranas de nanofiltración que componen dicha

membrana selectiva y; - una variación de las presiones de trabajo.

3.- Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende el tratamiento opcional posterior del agua filtrada mediante un proceso electrolítico.

**(Ver fórmula)**

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

N.° solicitud:

Fecha de presentación de la solicitud: 28.12.2012 Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

(|) int. ci.: Ver Hoja Adicional

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

Documentos citados

Reivindicaciones

afectadas

X

Y

Y

US 6190556 B1 (UHLINGER ROBERT A) 20.02.2001, todo el documento.

WO 2007132477 A1 (AHILAN RAMAN) 22.11.2007, todo el documento.

WO 2004013048 A2 (UNIV SOUTH CAROLINA et al.) 12.02.2004, todo el documento.

US 2011303607 A1 (VORA NISHITH etal.) 15.12.2011, todo el documento.

US 6277288 B1 (GARGAS JOSEPH) 21.08.2001, todo el documento.

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Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia

Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica

O: referido a divulgación no escrita

P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud

E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado

|X| para todas las reivindicaciones

CI para las reivindicaciones n°:

Fecha de realización del informe

Examinador

Página

30.07.2014

M. Á. García Coca

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