PROCESO PARA LA PURIFICACIÓN DE AGUA.

Proceso para la purificación de agua, en donde carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción o una suspensión acuosa que comprende carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción y que tiene un pH mayor que 6,

0, medido a 20ºC, se adiciona al agua que se va a purificar, en donde el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción es el producto de reacción de un carbonato de calcio natural con dióxido de carbono y uno o más ácidos

Proceso para la purificación de agua La presente invención se refiere a un proceso para la purificación de agua y al uso de carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción, en un proceso del tipo mencionado.

Existe una amplia variedad de técnicas de purificación de agua que pueden utilizarse para eliminar sólidos finos, microorganismos y materiales inorgánicos y orgánicos disueltos. La elección del método dependerá de la calidad del agua que se está tratando, del coste del proceso de tratamiento y de los patrones de calidad esperados del agua procesada.

La floculación se utiliza ampliamente en la purificación de agua tal como aguas residuales industriales o agua potable. Floculación se refiere a un proceso en el que compuestos disueltos y/o partículas coloidales se eliminan de la solución en forma de flóculos o “copos”. El término también se utiliza para hacer referencia al proceso mediante el cual se hace que particulados finos se aglomeren en flóculos. A continuación, los flóculos pueden flotar hasta la parte superior del líquido, asentarse en el fondo del líquido, o pueden filtrarse fácilmente con respecto al líquido.

Los floculantes o coagulantes comunes utilizados son sulfato de aluminio o poli cloruro de aluminio (PAC) . El sulfato de aluminio reacciona con agua para formar flóculos de hidróxido de aluminio. La coagulación con compuestos de aluminio puede dejar un residuo de aluminio en el agua terminada. El aluminio puede ser tóxico para los humanos en concentraciones elevadas. En soluciones de poli cloruro de aluminio (PAC) , los iones de aluminio se han constituido en polímeros que constan de agrupaciones de iones puenteados por átomos de oxígeno. El PAC se utiliza, por ejemplo, para el tratamiento del agua potable marrón que comprende materiales orgánicos tales como hojas y/o materiales inorgánicos tales como compuestos de hierro y manganeso los cuales provocan la decoloración marrón. Sin embargo, el PAC generalmente no es suficiente para eliminar toda la decoloración marrón del agua.

El cloruro de hierro (III) es otro coagulante común. Los coagulantes de hierro (III) funcionan sobre un intervalo de pH mayor que el sulfato de aluminio, aunque no son eficaces con muchas aguas corrientes. La coagulación con compuestos de hierro típicamente deja un residuo de hierro en el agua terminada. Esto puede comunicar un ligero sabor al agua, y puede provocar manchas amarronadas en accesorios de porcelana. Además, el cloruro de hierro (III) presenta riesgos de corrosión en el sistema de tratamiento del agua.

Otros adsorbentes bien conocidos para el tratamiento del agua basados en un área superficial específica elevada, tales como bentonita o carbón activado presentan el inconveniente general de que son muy difíciles de separar después de la adsorción de la sustancia a eliminar del medio debido a su estado finamente dividido.

Por lo tanto, considerando los inconvenientes de los agentes conocidos para la purificación del agua mencionados anteriormente, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un proceso de purificación de agua mejorado que proporcione una eliminación eficaz de impurezas del agua.

El objetivo expuesto anteriormente en líneas generales se ha logrado mediante un proceso para la purificación de agua, en donde, al agua que se va a purificar, se le adiciona carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción o una suspensión acuosa que comprende carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción y que tiene un pH mayor que 6, 0, medido a 20°C, siendo el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción el producto de reacción de un carbonato de calcio natural con dióxido de carbono y uno o más ácidos.

El término “purificación” debe interpretarse ampliamente y significa cualquier eliminación de compuestos nocivos y/u otros compuestos no tolerados en el agua.

El agua preferentemente tratada mediante el proceso de la presente invención incluye aguas residuales industriales, agua potable, aguas residuales urbanas, aguas residuales de fábricas de cerveza o de otras industrias de bebidas o agua en la industria papelera, ya sean aguas blancas o residuales, así como agua de residuos agrícolas.

El carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción, según lo definido anteriormente y de forma adicional posteriormente, adsorbe eficazmente impurezas orgánicas así como inorgánicas en su superficie.

El carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción que se va a utilizar en el proceso de la presente invención se obtiene haciendo reaccionar un carbonato de calcio natural con un ácido y con dióxido de carbono.

Preferentemente, el carbonato de calcio natural se selecciona del grupo que comprende mármol, creta, calcita, dolomita, piedra caliza y mezclas de los mismos. En una realización preferida, el carbonato de calcio natural se tritura con EP 1974806

anterioridad al tratamiento con un ácido y dióxido de carbono. La etapa de trituración puede llevarse a cabo con cualquier dispositivo de trituración convencional tal como un molino de trituración conocido por los expertos.

El carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción que se va a utilizar en el proceso de purificación de agua de la presente invención se prepara como una suspensión acuosa que tiene un pH, medido a 20°C, mayor que 6, 0, preferentemente mayor que 6, 5, más preferentemente mayor que 7, 0, incluso más preferentemente mayor que 7, 5. Tal como se describirá más adelante, el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción puede ponerse en contacto con el agua que se va a purificar adicionando dicha suspensión acuosa al agua. También es posible modificar el pH de la suspensión acuosa con anterioridad a su adición al agua que se va a purificar, por ejemplo, mediante dilución con agua adicional. Alternativamente, la suspensión acuosa puede secarse y el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción que se pone en contacto con el agua está en forma de polvo o en forma de gránulos. En otras palabras, el aumento del pH hasta un valor mayor que 6, 0 tras el tratamiento con un ácido y dióxido de carbono es necesario para proporcionar el carbonato de calcio cuya superficie se ha sometido a reacción que tiene las propiedades de adsorción beneficiosas descritas en la presente invención.

En un proceso preferido para la preparación de la suspensión acuosa, el carbonato de calcio natural, ya sea finamente dividido, por ejemplo por trituración, o no, se suspende en agua. Preferentemente, la suspensión tiene un contenido de carbonato de calcio natural dentro del intervalo de 1 % en peso a 80 % en peso, más preferentemente 3 % en peso a 60% en peso, e incluso más preferentemente 5 % en peso a 40% en peso, sobre la base del peso de la suspensión.

En una etapa sucesiva, se adiciona un ácido a la suspensión acuosa que contiene el carbonato de calcio natural. Preferentemente, el ácido tiene un pKa a 25°C de 2, 5 ó menor. Si el pKa a 25°C es 0 ó menor, el ácido se selecciona preferentemente de entre ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, o mezclas de los mismos. Si el pKa a 25°C está entre 0 y 2, 5, el ácido se selecciona preferentemente de entre H2SO3, HSO4ˉ, H3PO4, ácido oxálico o mezclas de los mismos. El ácido o ácidos se pueden adicionar a la suspensión como una solución concentrada o una solución más diluida. Preferentemente, la relación molar del ácido con respecto al carbonato de calcio natural está entre 0, 05 y 4, más preferentemente entre 0, 1 y 2.

Como alternativa, es también posible adicionar el ácido al agua antes de que se suspenda el carbonato de calcio natural.

En una etapa sucesiva, el carbonato de calcio natural se trata con dióxido de carbono. Si se utiliza un ácido fuerte, tal como ácido sulfúrico o ácido clorhídrico, para el tratamiento con ácido del carbonato de calcio natural, el dióxido de carbono se forma automáticamente. Alternativa o adicionalmente, el dióxido de carbono se puede suministrar desde una fuente externa.

El tratamiento con ácido y el tratamiento con dióxido de carbono pueden llevarse a cabo de forma simultánea, lo cual se cumple cuando se utiliza un ácido fuerte. También es posible llevar a cabo el tratamiento con ácido en primer lugar, por ejemplo, con un ácido... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la purificación de agua, en donde carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción o una suspensión acuosa que comprende carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción y que tiene un pH mayor que 6, 0, medido a 20ºC, se adiciona al agua que se va a purificar, en donde el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción es el producto de reacción de un carbonato de calcio natural con dióxido de carbono y uno o más ácidos.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción se prepara como una suspensión acuosa que tiene un pH mayor que 6, 5, preferentemente mayor que 7, 0 y de la forma más preferente 7, 5, medido a 20°C.

3. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el carbonato de calcio natural se selecciona del grupo que comprende mármol, calcita, creta, dolomita, piedra caliza y mezclas de los mismos.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el ácido tiene un pKa a 25°C de 2, 5 ó menor. 20

5. Proceso de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque los ácidos se seleccionan del grupo que comprende ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, hidrosulfato, ácido fosfórico, ácido oxálico y mezclas de los mismos.

25 6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio natural se hace reaccionar con el ácido y/o el dióxido de carbono en presencia de por lo menos un silicato y/o sílice, hidróxido de aluminio, aluminato de metales alcalinotérreos, óxido de magnesio, o mezclas de los mismos.

30 7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el por lo menos un silicato se selecciona de entre un silicato de aluminio, un silicato de calcio o un silicato de metal alcalino.

8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción tiene un área superficial específica de entre 5 m2/g y 200 m2/g, preferentemente entre 20 m2/g y 80 m2/g, medida utilizando nitrógeno y el método BET de acuerdo con la ISO 9277.

9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción tiene un diámetro de grano medio d50 de entre 0, 1 y 50 !m, preferentemente entre 1 y 10 !m, medido de acuerdo con el método de sedimentación.

10. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 45 caracterizado porque la suspensión acuosa que comprende carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción se estabiliza con uno o más dispersantes.

11. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción se utiliza en 50 forma de polvo y/o en forma de gránulos.

12. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción se adiciona en una cantidad de 10 ppm – 1% en peso, preferentemente 100 ppm – 0, 5% en peso, más preferentemente 400

55 ppm – 2.000 ppm, sobre la base del peso del agua que se va a tratar.

13. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el pH del agua que se va a purificar se ajusta a un valor de > 6, 5, preferentemente > 6, 5, más preferentemente > 7 con anterioridad a ponerla en contacto con el carbonato de calcio natural cuya 60 superficie se ha sometido a reacción.

EP 1974806

14. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua que se va a purificar se selecciona del grupo que comprende aguas residuales industriales, agua potable, aguas residuales urbanas, aguas residuales de fábricas de cerveza u otras industrias de bebidas, agua en la industria papelera y aguas residuales agrícolas.

15. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua que se va a purificar contiene impurezas de metales pesados.

16. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 10 caracterizado porque el agua que se va a purificar contiene microorganismos como impurezas.

17. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua que se va a purificar contiene impurezas de EDC que se seleccionan del grupo que comprende hormonas endógenas tales como 17∀-estradiol (E2) , estrona (E1) , estriol (E3) , testosterona o dihidrotestosterona; fito y mico hormonas tales como ∀-sitosterol, genisteína, daidzeína o zeraleon; fármacos tales com.

17. etinilestradiol (EE2) , mestranol (ME) , dietilestilbestrol (DES) , y productos químicos industriales tales como 4-nonil fenol (NP) , 4-ter-octil fenol (OP) , bisfenol A (BPA) , tributilestaño (TBT) , metilmercurio, ftalatos, PAK o PCB.

18. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua que se va a purificar contiene impurezas de carbón activado.

19. Proceso de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado porque las impurezas de carbón activado tienen impurezas adicionales adsorbidas en su 25 superficie.

20. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua que se va a purificar se pone en contacto con el carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción mediante filtración en superficie, filtración en profundidad y/o filtración por aluvión.

21. Uso del carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción según lo definido en una de las reivindicaciones 1 a 20 para la purificación de agua.

22. Compuesto, obtenido mediante el proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, de carbonato de calcio natural cuya superficie se ha sometido a reacción según lo definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 y las impurezas eliminadas del agua y que se seleccionan de entre impurezas de metales pesados, microorganismos, compuestos policíclicos, colesterol y compuestos disruptores endocrinos.

Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4

Figura 5