Sistema de inyección de suspensión espesa de carbonato de calcio (CaCO3) micronizado para la remineralización de agua desalinizada y dulce.

Procedimiento para la remineralización de agua, que comprende las etapas de:

a) proporcionar agua de alimentación

, y

b) inyectar dióxido de carbono gaseoso y una suspensión espesa en el agua de alimentación, en el que la suspensión espesa comprende carbonato de calcio micronizado, en el que el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula de desde 0,1 hasta 100 μm.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10172771.

Solicitante: Omya International AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: BASLERSTRASSE 42 4665 OFTRINGEN SUIZA.

Inventor/es: BURI, MATTHIAS, BLUM,RENE VINZENZ, 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... > 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)

PDF original: ES-2532294_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de inyección de suspensión espesa de carbonato de calcio (CaCC>3) micronizado para la remineralización de agua desalinizada y dulce.

Descripción de la Invención

La invención se refiere al campo del tratamiento de agua, y de manera más específica a un procedimiento para la remineralización de agua y al uso de carbonato de calcio en un procedimiento de este tipo.

El agua potable se ha vuelto escasa. Incluso en países que son ricos en recursos hídricos, no todas las fuentes y los depósitos son adecuados para la producción de agua potable, y muchas fuentes hoy en día están amenazadas por un deterioro drástico de la calidad del agua. Inicialmente, el agua de alimentación usada para propósitos de bebida eran principalmente aguas superficiales y aguas subterráneas. Sin embargo, el tratamiento de agua de mar, salmuera, aguas salobres, aguas residuales y aguas de efluentes contaminados están adquiriendo cada vez más importancia por motivos medioambientales y económicos.

Con el fin de recuperar agua de agua de mar o agua salobre, para usos potables, se conocen varios procedimientos, que son de importancia considerable para áreas secas, regiones costeras e islas marítimas, y tales procedimientos comprenden procedimientos de destilación, electrolíticos, así como de osmosis o de osmosis inversa. El agua obtenida mediante tales procedimientos es muy blanda y tiene un bajo valor de pH porque carece de sales tamponantes del pH, y por tanto, tienden a ser altamente reactivas y, a menos que se traten, pueden crear dificultades de corrosión grave durante su transporte en tuberías convencionales. Además, el agua desalinizada sin tratamiento no puede usarse directamente como fuente de agua potable. Para Impedir la disolución de sustancias no deseadas en sistemas de tuberías, para evitar la corrosión de obras hidráulicas tales como tuberías y válvulas y para hacer que el agua sea agradable, es necesario remineralizar el agua.

Procedimientos convencionales que se usan principalmente para la remineralización de agua son disolución de cal mediante filtración en lecho de piedra caliza y dióxido de carbono. Otros procedimientos 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 procedimiento con cal involucra el tratamiento de una disolución de cal con agua acidificada con C02, en el que está implicada la siguiente reacción:

Ca(OH)2 + 2 C02 Ca2+ + 2

Tal como puede deducirse a partir del esquema de reacción anterior, son necesarios dos equivalentes de C02 para convertir un equivalente de Ca(OH)2 en Ca2+ y bicarbonato para remineralización. Este método depende de la adición de dos equivalentes de C02, si no la cal sólo sería ligeramente soluble en agua, es decir aproximadamente 1,5 g/l a 25°C. Para la remineralización de agua, se prepara una disolución saturada de hidróxido de calcio, comúnmente denominada agua de cal, del 0,1-0,2% en peso basado en el peso total, a partir de una lechada de cal (de manera habitual como máximo del 5% en peso). Por lo tanto, debe usarse un saturador para producir el agua de cal del mismo y son necesarios grandes volúmenes de agua de cal para lograr el nivel de remineralización objetivo. Otro inconveniente de este método es que la cal hidratada es corrosiva y requiere un manejo adecuado y equipos específicos. Además, una adición escasamente controlada de cal hidratada al agua blanda puede conducir a cambios de pH no deseados debido a la ausencia de las propiedades tamponantes de la cal.

El procedimiento de filtración en lecho de piedra caliza comprende la etapa de hacer pasar el agua blanda a través de un lecho de piedra caliza granular que disuelve el carbonato de calcio en el flujo de agua. La puesta en contacto de la piedra caliza con agua acidificada con C02 mineraliza el agua según:

CaC03 + C02 + H20 Ca2+ + 2HC03"

A diferencia del procedimiento con cal, solamente es necesario un equivalente de C02 para convertir un equivalente de CaC03 en Ca2+ y bicarbonato para remineralización. Además, la piedra caliza no es corrosiva y debido a las propiedades tamponantes del CaC03, se impiden grandes cambios de pH. Sin embargo, la tasa de disolución del carbonato de calcio granular es lenta y se requieren grandes filtros. Además. Debido al considerable espacio ocupado por estos filtros, se requieren grandes superficies de planta para los sistemas de filtración en lecho de piedra caliza.

En los documentos US 7.374.694 y EP 0 520826 se describen métodos para la remineralización de agua usando lechada de cal o una suspensión espesa de cal. El documento US 5.914.046 describe un método para reducir la

acidez en descargas de efluentes usando un lecho de piedra caliza pulsado.

Por tanto, considerando los inconvenientes de los procedimientos conocidos para la remineralización de agua, es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento alternativo o mejorado para la remineralización de agua.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la remineralización de agua que no requiera un compuesto corrosivo, y por tanto, evita el peligro de incrustación, elimina la necesidad de equipos resistentes a la corrosión, y proporciona un entorno seguro para las personas que trabajan en la planta. Sería deseable también proporcionar un procedimiento que sea respetuoso con el medio ambiente y que requiere de bajas cantidades de dióxido de carbono en comparación con la remineralización de agua actual con procedimientos con cal.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la remineralización de agua, en el que la cantidad de minerales puede ajustarse a los valores requeridos. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para remineralización usando piedra caliza que permita el uso de unidades de remineralización más pequeñas, o proporcionar un procedimiento de remineralización que permita el uso de volúmenes más pequeños del compuesto de remineralización, por ejemplo, en comparación con el procedimiento con cal. También sería deseable proporcionar un procedimiento que pueda operarse sobre superficies de planta más pequeñas que el procedimiento de filtración en lecho de piedra caliza.

Se resuelven los siguientes objetos y otros mediante la provisión de un procedimiento para la remineralización de agua, que comprende las etapas de (a) proporcionar agua de alimentación, y (b) inyectar dióxido de carbono gaseoso y una suspensión espesa en el agua de alimentación, en el que la suspensión espesa comprende carbonato de calcio micronizado.

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un uso de un carbonato de calcio micronizado para la remineralización de agua.

Se definen realizaciones ventajosas de la presente invención en las reivindicaciones dependientes correspondientes.

Según una realización, la concentración de carbonato de calcio en la suspensión espesa es de desde el 0,05 hasta el 40% peso, desde el 1 hasta el 25% peso, desde el 2 hasta el 20% peso, preferiblemente desde el 3 hasta el 15% peso, y lo más preferiblemente desde el 5 hasta el 10% peso, basado en el peso total de la suspensión espesa, o la concentración de carbonato de calcio en la suspensión espesa es de desde el 10 hasta el 40% peso, desde el 15 hasta el 30% peso, o desde el 20 hasta el 25% peso, basado en el peso total de la suspensión espesa. Según otra realización, el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula de desde 0,1 hasta 100 pm, desde 0,5 hasta 50 pm, desde 1 hasta 15 pm, preferiblemente desde 2 hasta 10 pm, lo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la remineralización de agua, que comprende las etapas de:

a) proporcionar agua de alimentación, y

b) Inyectar dióxido de carbono gaseoso y una suspensión espesa en el agua de alimentación, en el que la suspensión espesa comprende carbonato de calcio mlcronizado, en el que el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula de desde 0,1 hasta 100 pm.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la concentración de carbonato de calcio en la suspensión espesa es de desde el 0,05 hasta el 40% en peso, desde el 1 hasta el 25% en peso, desde el 2 hasta el 20% en peso, preferiblemente desde el 3 hasta el 15% en peso, y lo más preferiblemente desde el 5 hasta el 10% en peso, basado en el peso total de la suspensión espesa, o la concentración de carbonato de calcio en la suspensión espesa es desde el 10 hasta el 40% en peso, desde el 15 hasta el 30% en peso o desde el 20 hasta el 25% en peso, basado en el peso total de la suspensión espesa.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula de desde 0,5 hasta 50 pm, desde 1 hasta 15 pm, preferiblemente desde 2 hasta 10 pm, lo más preferiblemente de 3 a 5 pm.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el carbonato de calcio tiene un contenido insoluble en HCI de desde el 0,02 hasta el 2,5% en peso, del 0,05 al 1,5% en peso o del 0,1 al 0,6% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio micronizado.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el carbonato de calcio es un carbonato de calcio molido, carbonato de calcio modificado, en el que el carbonato de calcio modificado es un carbonato de calcio precipitado o molido con una modificación de superficie y/o de estructura Interna, o carbonato de calcio precipitado o mezclas de los mismos.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la suspensión espesa comprende otros minerales que contienen magnesio, potasio o sodio, preferiblemente carbonato de magnesio, sulfato de magnesio, hidrogenocarbonato de potasio o hidrogenocarbonato de sodio.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el periodo de tiempo entre la preparación de la suspensión espesa y la inyección de la suspensión espesa 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.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada obtenida tiene una concentración de calcio como carbonato de calcio de desde 15 hasta 200 mg/l, preferiblemente desde 50 hasta 150 mg/l, y lo más preferido desde 100 hasta 125 mg/l.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el agua remineralizada obtenida tiene una concentración de magnesio de desde 5 hasta 25 mg/l, preferiblemente desde 5 hasta 15 mg/l y lo más preferido desde 8 hasta 12 mg/l.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada tiene un valor de turbidez de menos de 5,0 UNT, menos de 1,0 UNT, menos de 0,5 UNT o menos de 0,3 UNT.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada tiene un índice de saturación de Langelier de desde -1 hasta 2, preferiblemente desde -0,5 hasta 0,5 y lo más preferido desde -0,2 hasta 0,2.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada tiene un índice de densidad de sedimentación IDS15 inferior a 5, preferiblemente inferior a 4 y lo más preferido inferior a 3.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada tiene un índice de incrustación de membrana IIMo,45 inferior a 4, preferiblemente inferior a 2,5 y lo más preferido inferior a 2.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua de alimentación es agua de mar desalineada, agua salobre o salmuera, aguas residuales tratadas o agua natural tal como agua subterránea, agua superficial o agua de lluvia.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dióxido de carbono se inyecta en una primera etapa, y la suspensión espesa se inyecta posteriormente en una segunda etapa, o en el que la suspensión espesa se inyecta en una primera etapa y el dióxido de carbono se inyecta posteriormente en una segunda etapa, o en el que el dióxido de carbono y la suspensión espesa se inyectan simultáneamente.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dióxido de carbono se inyecta en

el agua usada para la preparación de la suspensión espesa.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agua remineralizada se combina con agua de alimentación.

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento comprende 10 además una etapa de retirada de partículas.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento comprende además las etapas de:

c) medir el valor de un parámetro del agua remineralizada, en el que el parámetro se selecciona del grupo que comprende la alcalinidad, la conductividad, la concentración de calcio, el pH, los sólidos disueltos totales y la

turbidez del agua remineralizada,

d) comparar el valor del parámetro medido con un valor del parámetro predeterminado, y

e) proporcionar la cantidad de dióxido de carbono y/o suspensión espesa inyectada basándose en la diferencia entre el valor del parámetro medido y el predeterminado.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que el valor del parámetro predeterminado es un valor de pH, en 20 el que el valor de pH es de desde 5,5 hasta 9, preferiblemente desde 7 hasta 8,5.

21. Uso de un carbonato de calcio micronizado en forma de una suspensión espesa para la remineralización de agua, comprendiendo la remineralización una etapa de inyectar un dióxido de carbono gaseoso en agua de alimentación, en el que el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula de desde 0,1 hasta 100 pm.

22. Uso según la reivindicación 21, en el que el agua remineralizada se selecciona de agua potable, agua para fines 25 recreativos tal como agua para piscinas, agua industrial para aplicaciones de procedimiento, agua de irrigación o

agua para la recarga de acuíferos o pozos.