Procedimiento para el tratamiento de agua de purga de FGD.

Un procedimiento para el tratamiento de una corriente de residuo líquido que comprende agua de purga (202) de

la desulfuración de gas de combustión que comprende

(a) pretratamiento físico y/o químico del líquido para eliminar sólidos suspendidos y para ablandar el líquido;

(b) extracción de amoniaco del líquido;

(c) tratamiento anóxico para eliminar nitrato;

(d) un segundo tratamiento anóxico tras la etapa (c) para eliminar selenio y tratamiento anaeróbico paraeliminar metales pesados; y

(e) separación con membrana de la corriente aguas arriba de líquido de la etapa (d).

Procedimiento para el tratamiento de agua de purga de FGD

Campo La presente invención se refiere al tratamiento de agua que incluye el tratamiento biológico de agua y tratamiento de alimentaciones que contienen contaminantes inorgánicos, por ejemplo, selenio, nitratos o metales pesados, por ejemplo agua de purga de lavador de una operación de desulfuración de gas de combustión (FGD) en una central eléctrica de combustión de carbón.

Antecedentes La siguiente descripción de antecedentes no implica ni admite que cualquier procedimiento o aparato descrito a 10 continuación sea técnica anterior o parte del conocimiento de los especialistas en la técnica país alguno.

El agua de purga de lavadores de una operación de desulfuración de gas de combustión en una central eléctrica de combustión de carbón contiene una amplio intervalo de contaminantes inorgánicos eliminados del gas de combustión. El agua de purga puede contener también contaminantes orgánicos, tales como ácido dibásico (DBA) , y amoniaco añadido como parte de o para mejorar el proceso FGD. El agua de purga del lavador de FGD puede tener 15 muy alto contenido en sólidos disueltos donde los aniones principales son cloruros y los cationes principales son calcio, magnesio y sodio. Se puede controlar la velocidad de purga para mantener una concentración de cloruro deseada que provoca que el agua de purga tenga una alta, pero en general estable, concentración de cloruro. La concentración de otros contaminantes puede variar de forma amplia según se vea influenciada, por ejemplo, quemando carbón de distintas fuentes incluso en una misma central eléctrica. Sin embargo, la concentración de 20 TDS, TSS, dureza por Ca y Ma, nitrato, amoniaco y azufre, por ejemplo, como sulfato son todas ellas probablemente altas, y pueden estar presentes distintos metales pesados, haciendo que el agua de purga sea muy difícil de tratar, en particular para conseguir niveles muy bajos de contaminantes. Otras aguas residuales, tales como agua residual eliminada de operaciones de minería, drenaje agrícola o agua de escorrentía, otras aguas industriales o incluso agua potable, pueden presentar también concentraciones no aceptables de algunos o todos de estos contaminantes inorgánicos.

Los procedimientos actuales de tratamiento de agua de purga se basan fundamentalmente en procesos físicos y químicos para eliminar contaminantes inorgánicos. Los procesos físicos y químicos implican productos químicos costosos y producen grandes cantidades de lodos. También pueden estar presentes arsénicos, mercurio y metales pesados en el agua de purga a niveles superiores a los regulados. Además algunas jurisprudencias han regulado recientemente las concentraciones de selenio en efluentes vertidos al ambiente. La concentración permitida de selenio puede ser de 0, 5 ppm o inferior o 200 ppb o inferior mientras que el agua de purga puede contener 1-20 o 220 ppm de selenio que no se elimina en plantas de tratamiento convencionales.

En la patente de Estados Unidos nº 6.183.644, titulada Method of Selenium Removal y expedida el 6 de Febrero de 2001 a D. Jack Adams y Timothy M. Pickett, se elimina el selenio disuelto del agua contaminada mediante 35 tratamiento del agua en un reactor que contiene organismos endémicos seleccionados y otros organismos reductores de selenio. Los microbios pueden aislarse del agua específica o ser importados de otra agua contaminada con selenio. Los microbios se tamizan luego en relación a su capacidad para reducir selenio en las condiciones ambientales específicas del lugar. Los microbios seleccionados son optimizados para la reducción de selenio, luego se establecen en una biopelícula de alta densidad dentro de un reactor. El agua contaminada con selenio se pasa a través del reactor con mezcla de nutrientes optimizada según sea necesario. El selenio elemental es precipitado y se elimina del agua. Productos que usan este o un proceso similar pueden encontrarse disponibles con el nombre comercial ABMet® de Applied Biosciences Corp de Salt Lake City, Utah, EEUU.

El documento WO 87/00161 divulga un procedimiento en el que se elimina selenio disuelto del agua mediante tratamiento en un reactor que contiene biomasa microbiana para provocar que el selenio hexavalente sea 45 transformado en formas de selenio que se puedan eliminar fácilmente del agua, y provocar o dejar que las formas eliminables de selenio sean eliminadas del agua. Ejemplos de formas eliminables de selenio incluyen compuestos de selenio orgánico volátiles, compuestos de selenio inorgánico volátiles, selenio elemental, compuestos de selenio complejados orgánicamente retenibles, compuestos de selenio tetravalente retenibles, y compuestos de selenio bivalente retenibles. Los compuestos de selenio volátiles se pueden eliminar y recuperar como un gas, mientras que 50 las formas retenibles de selenio pueden ser retenidas por partículas grandes y separarse, por ejemplo, mediante filtración.

Sumario El siguiente sumario se pretende que introduzca al lector a una o más invenciones descritas en esta invención pero que no define ninguna de ellas. Las invenciones pueden consistir en cualquier combinación de uno o varios de los elementos de aparatos o etapas de proceso descritas en cualquiera de ellas en este documento.

Es un objeto de la invención descrita en el presente documento mejorar, o al menos proporcionar una alternativa útil respecto a la técnica anterior. Es un objeto de la invención descrita en el presente documento proporcionar un procedimiento de tratamiento de agua residual para el tratamiento de agua de purga de FDG que tiene selenio o nitrato o ambos. El procedimiento puede incluir eliminación biológica de contaminantes inorgánicos, por ejemplo, nitrógeno, selenio, arsénico, mercurio o azufre del agua residual. El agua residual puede ser un agua residual bruta o un agua residual que ha sido pretratada.

La presente invención se define en la reivindicación 1. Se describe en el presente documento un procedimiento que presenta etapas de tratamiento anóxico para desnitrificar una corriente de residuo, tratamiento anóxico para eliminar selenio y tratamiento anaeróbico para eliminar metales pesados o azufre o ambos. La eliminación de metales pesados es posible debido a que SO4 está presente y se transforma en sulfuro mediante bacterias que reducen SO4 anaeróbicas. El procedimiento incluye adicionalmente (a) separación con membrana de la corriente de residuo aguas arriba de la digestión anóxica para eliminar selenio, (b) de forma opcional dilución aguas arriba de la etapa de tratamiento biológico, (c) pretratamiento físico/químico aguas arriba de los procedimientos biológicos o etapa de dilución para eliminar TSS y ablandar la corriente de residuo, por ejemplo, mediante la adición de cal o sulfuros y la eliminación de precipitados, (d) extracción de amoniaco aguas arriba de las etapas de tratamiento biológico o etapa de dilución y (e) de forma opcional tratamiento aeróbico para eliminar COD y nitrificar la corriente de residuo aguas arriba del tratamiento anóxico. Algunas de las etapas de tratamiento biológico se pueden llevar a cabo en un reactor de película fija, por ejemplo, un lecho de carbono activado granular. Se pueden llevar a cabo una o varias de las etapas de tratamiento biológico en un reactor de crecimiento suspendido tal como un bioreactor de membrana. Cada etapa de tratamiento biológico se puede llevar a cabo en un reactor distinto optimizado para realizar una etapa o bien se puede llevar a cabo dos o más de las etapas de tratamiento biológico en un reactor de uso múltiple.

Se describe en el presente documento un aparato que presente uno o más reactores configurados para proporcionar nitrificación, desnitrificación, eliminación de selenio y metales pesados y eliminación de azufre mediante tratamiento biológico. El aparato puede presentar adicionalmente un reactor para proporcionar tratamiento aeróbico de COD. Los reactores pueden incluir un bioreactor de membrana o un reactor de película fija. El reactor de película fija puede comprender un lecho de carbono activado u otros materiales soporte. El aparato puede presentar además uno o más de una entrada para la dilución del agua de alimentación a los procesos biológicos, un sistema para la adición de cal o sulfuros al agua residual aguas arriba de los reactores biológicos, uno o más sistemas de pretratamiento físico o químico, un eliminador de precipitados, o un aparato de extracción de amoniaco.

Se describen también en la presente invención un aparato o procedimiento para la eliminación de nitratos en un bioreactor de película fija. Se describe también en esta invención un aparato o procedimiento para proporcionar un bioreactor de película... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para el tratamiento de una corriente de residuo líquido que comprende agua de purga (202) de la desulfuración de gas de combustión que comprende

(a) pretratamiento físico y/o químico del líquido para eliminar sólidos suspendidos y para ablandar el líquido;

(b) extracción de amoniaco del líquido;

(c) tratamiento anóxico para eliminar nitrato;

(d) un segundo tratamiento anóxico tras la etapa (c) para eliminar selenio y tratamiento anaeróbico para eliminar metales pesados; y

(e) separación con membrana de la corriente aguas arriba de líquido de la etapa (d) .

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además la etapa de dilución de la corriente de residuo líquido aguas arriba de la etapa (b) .

3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2, en el que el procedimiento se lleva a cabo en una serie de reactores, y al menos uno de ellos es un bio-reactor de membrana.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que uno de los reactores es un reactor de película fija.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el reactor de película fija presenta un lecho de carbono activado granular.

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el potencial de reducción de oxígeno (ORP) de la corriente de residuo (202) aguas arriba de la etapa de tratamiento anóxica para desnitrificar se mantiene entre +100 y 0 mV y el ORP de la corriente de residuo aguas abajo de la etapa de tratamiento anóxica para eliminar el selenio se mantiene por debajo de 0 mV.

7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el ORP de la corriente de residuo

(202) que sale del proceso (216) presenta un ORP de -50 mV o inferior.

8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el ORP se mantiene mediante control de lugar o velocidad de una alimentación de nutriente al procedimiento.

9. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente que comprende además contar con la presencia de ácido dibásico (DBA) en la corriente de residuo (202) en la determinación de una velocidad de adición de nutriente de carbono.