Por filtrado y decantación separamos un porcentaje importante de los sólidos en suspensión (FIG.

1). Las aguas residuales pasarán a un tanque SBR (FIG. 2) donde se adiciona Amoníaco (FIG. 3), y precipitan los óxidos hidratados de Magnesio, Cromo, Manganeso, Hierro y Mercurio. Después las pasamos por Filtro de limaduras de hierro (FIG. 4). Posteriormente las aguas residuales y amoníaco las llevaremos a tanque de agitación y calentamiento (FIG. 5) recuperamos el amoníaco que conduciremos (FIG. 6) al depósito inicial (FIG. 3). Trasladamos esta agua a reactor de absorción (FIG. 7) se burbujea CO2 (FIG. 8), para formar carbonatos de los metales en disolución. Pasamos esta agua residual por filtro de diatomeas (FIG. 9), para recuperar los carbonatos formados y la sometemos a una ósmosis inversa (FIG.10) teniendo agua para riego (FIG. 11).

Depuración y regeneración de aguas residuales eliminando gérmenes y metales pesados, sin emisiones de metano.

La presente invención se refiere a un proceso que elimina los metales pesados y los gérmenes de las aguas residuales, recuperando los reactivos utilizados en el proceso. Asimismo, dado que no existe digestión aeróbica, no se produce emisiones a la atmósfera de metano y dióxido de carbono, como en los sistemas tradicionales. Las aguas residuales obtenidas mediante el presente proceso se utilizan directamente para el riego agrícola, lo que supone un ahorro de los recursos hídricos de primera magnitud, al poder reciclar y regenerar las aguas residuales para el riego.

El presente proceso, se incluye en el sector de aprovechamiento de recursos hídricos, mediante la depuración de aguas residuales ó la desalación de agua del mar y supone un avance cualitativo en los procesos conocidos hasta ahora, cuyas mejoras afectan a la calidad de los recursos hídricos obtenidos y en el sector medioambiental, al eliminar los metales pesados que contaminan las aguas subterráneas, y la no emisión de gases de efecto invernadero, como son el metano y el dióxido de carbono -CO₂-.

Antecedentes de la invención

La obtención de recursos hídricos es una necesidad en el mundo actual, por el déficit que acumulan amplias áreas del mundo y que es un factor determinante para el desarrollo económico y social. El agua como elemento fundamental del desarrollo es el factor limitante más importante, cuya falta conlleva a multitud de conflictos regionales. Dentro de la obtención de recursos hídricos, la regeneración de aguas residuales, tiene una especial atención, por su doble vertiente de satisfacer las necesidades hídricas y evitar la contaminación ambiental que la falta de depuración de las aguas residuales conlleva.

Como consecuencia de la necesidad de depuración y regeneración de las aguas residuales, se han desarrollado avances tecnológicos, que podemos señalar como el estado actual de la técnica. Entre los citados procesos señalamos: A) Procedimiento para la depuración de aguas residuales, utiliza un sistema biológico de activación con el lodo activado en suspensión, en donde un tanque de activación y uno de acumulación son aireados de modo alternante y el equipo depurador de aguas residuales. B) Un procedimiento y dispositivo para la purificación de aguas residuales mediante filtración por membrana modificada. C) Un procedimiento para la purificación biológica de aguas residuales y gases residuales y biofiltros para ello. D) Procedimiento para la depuración discontinua de aguas residuales e instalación para llevar a cabo este procedimiento. E) Depuración de aguas residuales, sin producción de lodos residuales, tanto civiles como industriales. H) Composición ecológica para el tratamiento de depuración de aguas residuales, que esta constituida por una mezcla natural de dolomita y arcillas.

Dentro de la búsqueda de nuevos procedimientos que permitan la depuración y regeneración de las aguas residuales, es donde debemos encuadrar la presente invención.

Descripción de la invención

En un primer estadio, realizamos un tratamiento primario convencional en el que se consigue la separación por filtrado y decantación de un porcentaje importante de los sólidos gruesos en suspensión. Las aguas residuales pasarán a un tanque tipo SBR (Sequencing Batch Reactor) donde se le adicionará Amoníaco. La solubilidad del amoníaco en el agua, es de medio litro de amoníaco por un litro de agua. La disolución del amoníaco, por su pH básico, conlleva la precipitación del Magnesio, Cromo, Manganeso, Hierro y Mercurio presentes en las aguas. Además, dado el poder biocida del amoníaco, se eliminarán los microorganismos en esta etapa.

Las aguas residuales ya decantadas en parte, se pasarán a un tanque de reacción, donde hemos introducido un filtro de hierro metal finamente dividido para aumentar la superficie de contacto. Este tanque de reacción, lo que denominamos un filtro de limaduras de hierro en el que se consigue, por oxidación de éste, la reducción y por tanto precipitación de Níquel, Cobre, Arsénico, Cadmio y Plomo, así como la reducción del Cromo hexavalente a trivalente. Todos los metales precipitados podrán recuperarse posteriormente.

El agua residual con el amoníaco la llevamos a otro tanque de reacción, para que mediante agitación y calor se desprenda el amoníaco de la solución. El amoníaco, en forma de gas se recupera y almacena para su posterior utilización al principio del proceso. Este hecho provoca la bajada del pH, permitiendo la floculación del óxido hidratado de Aluminio.

El Hierro (II) generado en el filtro de limaduras de hierro, puede pasar a Hierro (III). En medio básico, ambos se comportan como un agentes floculantes, en particular el último, capaces de aglutinar las sustancias coloidales presentes en el agua y facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado.

El agua resultante se conduce a otro depósito de reacción, donde se burbujea dióxido de carbono, que reacciona con el resto de cationes presentes en la solución (Hierro, Cromo trivalente, Cinc y Calcio) formando carbonatos, que son separados del sobrenadante mediante la filtración mediante tierras diatomeas.

Tras la filtración de diatomeas sometemos el agua resultante a una ósmosis inversa para eliminar el resto de iones presentes. De esta manera separamos el resto de materia orgánica y obtenemos un agua cumple con los estándares de DBO, DQO y SS requeridos por la legislación española para aguas de riego y además ha eliminado todos los metales pesados presentes en la solución.

El óxido hidratado de hierro junto con la materia orgánica y aniones separados en la ósmosis inversa se lleva a un tanque, para su separación y recuperación del óxido hidratado de hierro, de la materia orgánica.

De todo lo descrito se desprenden las ventajas que presenta la depuración y regeneración de aguas residuales, eliminando los gérmenes y los metales pesados, sin emisión de metano a la atmósfera, por la recuperación de los reactivos empleados en el proceso, como son el amoníaco y las limaduras de hierro. Son también destacables, la recuperación de los metales disueltos en las aguas residuales, para su posterior reutilización, siguiendo los principios de regenerar, recuperar y reutilizar.

Breve descripción de los dibujos

En la Figura 1 que se acompaña, el 1 es el tratamiento primario al que se somete el agua residual, 2, es el depósito de reacción SBR donde el agua residual se saturará de amoníaco procedente del depósito de amoníaco, 3. Posteriormente esta agua residual se hace pasar a través de un filtro de limaduras de hierro, 4. El 5, es un tanque de agitación y calentamiento para recupera el amónico mediante la tubería, 6. El 7, es un tanque de absorción, donde se absorbe el dióxido de carbono que procede de un depósito de gas -CO₂-, 8. El 9, es un filtro de diatomeas previa a la realización de una ósmosis inversa, 10, que nos produce agua apta para riego, 11, y un rechazo, 12.

Descripción de la forma de realización preferida

En un primer estadio, realizamos un tratamiento primario convencional (1) se produce la separación por filtrado y decantación de un porcentaje importante de los sólidos gruesos en suspensión. Las aguas residuales pasarán a un tanque tipo SBR (2) donde se le adicionará Amoníaco procedente de un depósito (3), que producirá la precipitación de óxidos hidratados de Magnesio, Cromo, Manganeso, Hierro y Mercurio. Las aguas residuales saldrán del depósito de reacción SBR y las pasamos a través del Filtro de limaduras de hierro (4), donde se nos formará hidróxido y por agregación al filtro de hierro se reducirán los siguientes metales Níquel, Cobre, Cadmio, Plomo, como metales neutros, también lo harán los aniones nitrito nitrato, arseniato y arsenito, los cuales quedan adheridos al filtro de hierro.

Posteriormente las aguas residuales junto con el amoníaco pasan a un tanque de agitación y calentamiento (5) para recuperar el amoníaco que conduciremos a través de la tubería (6) al depósito de amoníaco inicial (3). Tras la recuperación de amoníaco trasladamos esta agua a un reactor de absorción (7) donde se burbujeará CO₂ procedente de un depósito de gases de CO₂ (8), para que se nos formen carbonatos de los diferentes metales que tenemos en disolución.

Pasamos esta agua residual...

1. Procedimiento para la depuración y regeneración de aguas residuales eliminando gérmenes y metales pesados sin emisión de metano, que comprende las siguientes etapas:

- En un primer estadio, se realiza un tratamiento primario convencional (1) y se produce la separación por filtrado y decantación de un porcentaje importante de los sólidos gruesos en suspensión.

- Las aguas residuales pasan a un tanque ó depósito (2) donde se adiciona amoníaco (3), para que en medio básico, precipiten como óxidos hidratados, el magnesio, cromo, manganeso, hierro y mercurio.

- Las aguas residuales saldrán del depósito y las pasamos a través de filtro de limaduras de hierro (4), donde se nos formará hidróxido y por agregación al filtro de hierro se reducirán los siguientes metales Níquel, Cobre, Cadmio, Plomo, como metales neutros, también lo harán los aniones nitrito nitrato, arseniato y arsenito, los cuales quedan adheridos al filtro de hierro.

- Las aguas residuales junto con el amoníaco pasan a un tanque ó depósito de agitación y calentamiento (5) para recuperar el amoníaco disuelto y recuperarlo para la fase anterior (6).

- Tras la recuperación de amoníaco trasladamos esta agua a un reactor de absorción (7) donde se burbujeará CO₂ procedente de un depósito de gases de CO₂ (8), para que se nos formen carbonatos de los diferentes metales que tenemos en disolución.

- Pasamos esta agua residual por un filtro de diatomeas (9) para recuperar los carbonatos formados y sometemos el agua residual a una ósmosis inversa (10).