RECIPIENTE DE ADSORCIÓN Y ADSORBENTE DE ÓXIDO DE HIERRO.

Unidades de filtración que pueden ser atravesadas por medios para la eliminación de sustancias nocivas de fluidos constituidas por una carcasa de cartucho (4) que está constituida por un recipiente que posee centrado en el medio un tubo de admisión (6),

capas de filtro plano (3), (10) opuestas frontales, una cubierta que garantiza la entrada (1) y la salida (12) del fluido que va a purificarse, así como una parte de fondo (9), caracterizadas porque la carcasa del cartucho de filtro (4) contiene un lecho de aglomerados de oxihidróxido de hierro finamente dividido en forma de trozos con un tamaño de grano de 0,2 a 40 mm, siendo el oxihidróxido de hierro finamente dividido α- FeOOH que presenta una superficie BET de 50 a 500 m 2 /g, de forma que el fluido que va a purificarse abandona convencionalmente la tubuladura de entrada (1), el tubo de admisión (6), la cesta de tamiz (7), eventualmente material de filtro (8) en el espacio de fondo (9), la placa de frita inferior (10), después el material adsorbente (5) en el espacio de contacto (4), la placa de frita superior (3), el espacio de cubierta con material de filtro (2) y luego el tubo de salida (12) por la tubuladura de salida

La invención se refiere a unidades de filtración que pueden ser atravesadas por medios para la eliminación de sustancias nocivas de fluidos constituidas por una carcasa de cartucho (4) que está constituida por un recipiente que posee centrado en el medio un tubo de admisión (6), capas de filtro plano (3), (10) opuestas frontales, una cubierta que garantiza la entrada (1) y la salida (12) del fluido que va a purificarse, así como una parte de fondo (9), caracterizadas porque la carcasa del cartucho de filtro (4) contiene un lecho de aglomerados de oxihidróxido de hierro finamente dividido en forma de trozos con un tamaño de grano de 0,2 a 40 mm, siendo el oxihidróxido de hierro finamente dividido α-FeOOH que presenta una superficie BET de 50 a 500 m2/g, de forma que el fluido que va a purificarse abandona convencionalmente la tubuladura de entrada (1), el tubo de admisión (6), la cesta de tamiz (7), eventualmente material de filtro (8) en el espacio de fondo (9), la placa de frita inferior (10), después el material adsorbente (5) en el espacio de contacto (4), la placa de frita superior (3), el espacio de cubierta con material de filtro

(2) y luego el tubo de salida (12) por la tubuladura de salida .

A menudo se plantea el problema, sobre todo en regiones en las que el agua de pozo, de grifo o potable en general está cargada con metales de arsénico u otros metales pesados, de no tener a mano ninguna planta de tratamiento de agua potable adecuada en la proximidad o ninguna unidad adecuada que eliminara continuamente las sustancias nocivas.

En distintas realizaciones se conocen cartuchos de filtro para la purificación de líquidos, preferiblemente agua contaminada, que también pueden contener un medio de adsorción.

Para la separación de sólidos de aguas se utilizan, por ejemplo, bujías filtrantes de membrana en carcasas adecuadas.

De la empresa Brita Wasser-Filter-Systeme GmbH se conocen cartuchos y dispositivos para tratar líquidos (documentos DE-A 19 905 601; DE-A 19 915 829; DE-A 19 814 008, DE-A 19 615 102, DE-A 4 304 536, US-A 6.099.728). Estos dispositivos son muy adecuados para la desalinización completa o parcial de agua potable en jarras domésticas inmediatamente antes del uso del agua potable.

Por el documento US-A 4.064.876 se conoce una unidad de filtración diseñada como cartucho de filtro que posee un lecho de partículas de carbón activo entre una capa de espuma de poliésteruretano y una capa de fibra de vidrio.

En el documento DE-A 19 816 871 (Sartorius) se describe una unidad de filtración para eliminar sustancias nocivas de fluidos.

En el documento RU-A 2 027 676 se describe un filtro de cartucho con sorbente para la purificación de agua potable con conexión al grifo de agua en la casa.

En el documento HU-A 00 209 500 se describe un cartucho de filtro para eliminar material radiactivo y metales pesados de agua que está lleno de una mezcla de material intercambiador de iones, carbón activo, arena filtrante, zeolitas, óxido de aluminio y fango rojo.

Por lo general, estos cartuchos de adsorbente están llenos de carbón activo o de resinas intercambiadoras de iones. Sin embargo, el carbón activo tiene la desventaja de que no elimina en volumen suficiente sales de arsénico y de metales pesados como se presentan en sistemas acuosos debido a la baja capacidad de adsorción del carbón activo, lo que repercute en la vida útil de los cartuchos.

Las resinas intercambiadoras de iones tienen la desventaja de que unen de forma muy poco selectiva iones de disolución acuosa y frecuentemente se producen reacciones concurrentes en la adsorción. Otra desventaja de los intercambiadores iónicos es la fuerte dependencia de la capacidad de adsorción del intercambiador iónico del valor de pH del agua, de manera que se necesitan grandes cantidades de productos químicos para el ajuste del pH del agua, lo que no es factible en el uso de los cartuchos de adsorbente en el hogar.

Ya se han descrito gránulos de contacto y de adsorbente, también aquellos basados en óxidos de hierro y/u oxihidróxidos de hierro. Se utilizan principalmente en procedimientos continuos, encontrándose normalmente en aparatos de tipo torre o columna que son atravesados por el medio que va a tratarse, y en la superficie externa e interna de los gránulos tienen lugar los procesos de reacción o adsorción químicos o físicos. Para este fin no pueden utilizarse materiales pulverizados ya que se compactan en la dirección de flujo del medio y de esta manera elevan la resistencia a la circulación hasta el bloqueo del aparato. Si un aparato se limpia mediante lavado a contracorriente (véase más adelante), grandes cantidades de polvo se descargan, se pierden o conducen a una carga no tolerable del agua residual.

Sin embargo, los medios que circulan también ejercen fuerzas sobre los gránulos que pueden conducir a la abrasión y/o a un movimiento hasta a la agitación vigorosa de los gránulos. De esta manera, los gránulos chocan entre sí, y en consecuencia se forma una abrasión no deseada. Esto conduce a la pérdida de material de contacto o de adsorbente y a la contaminación del medio que va a tratarse.

En la purificación de gases, el agente se utiliza en adsorbentes para la unión de constituyentes no deseados como sulfuro de hidrógeno, mercaptanos y ácido cianhídrico, así como otros compuestos de fósforo, arsénico, antimonio, azufre, selenio, teluro, así como de cianocompuestos y compuestos de metales pesados, en gases de escape. También es posible adsorber gases como HF, HCl, H2S, SOx, NOx.

Un cartucho de filtro para el secado de gases se describe, por ejemplo, en el documento US-A 5.110.330.

También es posible la eliminación de compuestos de fósforo, arsénico, antimonio, selenio, teluro, así como de cianocompuestos y compuestos de metales pesados, de aceites usados y otros disolventes orgánicos contaminados.

Se conocen distintos procedimientos para eliminar los oligoelementos y sustancias nocivas de sistemas acuosos con ayuda de agentes de adsorción.

Para eliminar sustancias nocivas del agua, el documento DE-A 3 800 873 describe un agente de adsorción basado en materiales porosos como, por ejemplo, creta hidrofobizada con granulación fina a media.

En el documento DE-A 3 703 169 se da a conocer un procedimiento para la preparación de una sustancia de filtro granulada para tratar agua natural. El adsorbente se prepara mediante granulación de una suspensión acuosa de caolín con adición de dolomita pulverizada en un lecho fluidizado. A continuación, los gránulos se calcinan a 900 a 950ºC.

Por el documento DE-A 40 34 417 se conoce un procedimiento para la preparación y el uso de reactivos altamente reactivos para la purificación de gases de escape y aguas residuales. Aquí se describen mezclas de Ca(OH)2 con adiciones de arcillas, piedras pulverizadas, polvo en suspensión y cenizas volantes que se preparan de forma porosa y poseen una superficie de aproximadamente 200 m2/g.

Los procedimientos mencionados o los agentes de contacto utilizados para esto tienen la desventaja común de que el componente responsable respectivo para la adsorción selectiva de sustancias contenidas de los medios que van a purificarse, es decir, el propio adsorbente, debe mezclarse con altas cantidades de fundentes para permitir un moldeo dando gránulos. Mediante esto se reduce notablemente la capacidad de unión para las sustancias nocivas del agua que van a eliminarse. Además, el posterior tratamiento o posterior utilización del material es problemático, ya que las impurezas utilizadas como aglutinante primero deben separarse de nuevo.

En el documento DE-A 4 214 487 se describen un procedimiento y un reactor para eliminar impurezas del agua. Se atraviesa horizontalmente un reactor con forma de embudo en el que como sorbente para impurezas de agua se utiliza hidróxido de hierro finamente distribuido en forma floculenta. En este procedimiento es desventajosa la utilización del hidróxido de hierro floculento que, debido a las bajas diferencias de densidad entre el agua y el hidróxido de hierro, hace que un reactor de este tipo sólo pueda funcionar con velocidades de circulación muy bajas y existe el riesgo de que el sorbente, dado el caso ya cargado con sustancias nocivas, se descargue del reactor conjuntamente con el agua.

En el documento DE-A 4 320 003 se describe un procedimiento para eliminar arsénico disuelto de agua subterránea... [Seguir leyendo]

1. Unidades de filtración que pueden ser atravesadas por medios para la eliminación de sustancias nocivas de fluidos constituidas por una carcasa de cartucho (4) que está constituida por un recipiente que posee centrado en el medio un tubo de admisión (6), capas de filtro plano (3), (10) opuestas frontales, una cubierta que garantiza la entrada (1) y la salida (12) del fluido que va a purificarse, así como una parte de fondo (9), caracterizadas porque la carcasa del cartucho de filtro (4) contiene un lecho de aglomerados de oxihidróxido de hierro finamente dividido en forma de trozos con un tamaño de grano de 0,2 a 40 mm, siendo el oxihidróxido de hierro finamente dividido α-FeOOH que presenta una superficie BET de 50 a 500 m2/g, de forma que el fluido que va a purificarse abandona convencionalmente la tubuladura de entrada (1), el tubo de admisión (6), la cesta de tamiz (7), eventualmente material de filtro (8) en el espacio de fondo (9), la placa de frita inferior (10), después el material adsorbente (5) en el espacio de contacto (4), la placa de frita superior (3), el espacio de cubierta con material de filtro (2) y luego el tubo de salida (12) por la tubuladura de salida .

2. Unidad de filtración según la reivindicación 1, caracterizada porque el espacio de carcasa (4) puede separarse de la cubierta (13) y/o de la parte de fondo (9) por una conexión enchufable o roscada.

3. Unidad de filtración según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el tubo de admisión puede separarse de la carcasa de cartucho.

4. Unidad de filtración según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las capas de filtro plano (3, 10) están constituidas por membranas hidrófobas para la eliminación de sustancias nocivas de gases.

5. Unidad de filtración según la reivindicación 4, caracterizada porque las membranas hidrófobas están constituidas por politetrafluoroetileno.

6. Unidad de filtración según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las capas de filtro plano (3, 10) están constituidas por membranas hidrófilas para la eliminación de sustancias nocivas de disoluciones acuosas.

7. Unidad de filtración según la reivindicación 6, caracterizada porque las membranas hidrófilas representan adsorbedores de membrana.

8. Unidad de filtración según una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizada porque las membranas presentan un diámetro de poro en el intervalo de 0,2 a 0,5 µm, preferiblemente de 0,2 µm

9. Unidad de filtración según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque por lo menos una de las capas de filtro plano (3, 10) está soportada por una o ambas caras.

10. Unidad de filtración según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la cubierta contiene una válvula para gases salientes.

11. Unidad de filtración según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el espacio de carcasa (4) está configurado como cono truncado.

12. Unidad de filtración según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el caudal transcurre inversamente al modo descrito en la reivindicación 1.

13. Uso de las unidades de filtración según una de las reivindicaciones 1 a 12 para la purificación de líquidos.

14. Uso según la reivindicación 13, caracterizado porque la purificación de líquidos es un tratamiento de agua.

15. Uso según la reivindicación 14, caracterizado porque el tratamiento de agua comprende la eliminación de metales pesados, así como compuestos de fósforo, antimonio, berilio, selenio, teluro, así como de cianocompuestos, del agua.

16. Uso según la reivindicación 14, caracterizado porque el tratamiento de agua comprende la eliminación de compuestos de arsénico del agua.