PROCESO Y REACTIVO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS GLICOLADAS.
La presente invención se refiere a un proceso de separación por etapas para la recuperación de la materia orgánica soluble (alcoholes) de las aguas glicoladas industriales,
así como el reactivo empleado en el tratamiento de las mismas. Este método es aplicable a aguas residuales industriales cargadas de compuestos orgánicos como disolventes, hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, etc. La presente invención también se refiere a un reactivo de coagulación/adsorción/floculación utilizado en el procedimiento de tratamiento de agua glicolada.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031756.
Solicitante: DPS VALORIZACIÓN, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: SIMON POLO,ALBERT, MELERO TALAVERA,SERGIO.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C02F1/28 QUIMICA; METALURGIA. › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS. › C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por absorción o adsorción (utilizando cambiadores de iones C02F 1/42; composiciones absorbentes o adsorbentes B01J).
- C02F1/52 C02F 1/00 […] › por floculación o precipitación de las impurezas en suspensión.
- C02F1/56 C02F 1/00 […] › Compuestos macromoleculares.
Fragmento de la descripción:
Proceso y reactivo para el tratamiento de aguas glicoladas.
Campo de la invención
La presente invención se enmarca dentro del campo químico e industrial.
Concretamente, la presente invención se refiere a un proceso de separación por etapas para la recuperación de la materia orgánica soluble (alcoholes) de las aguas glicoladas industriales, así como el reactivo empleado en el tratamiento de las mismas.
Este método es aplicable a aguas residuales industriales cargadas de compuestos orgánicos como disolventes, hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, etc.
Antecedentes de la invención
En la actualidad, el tratamiento de las aguas glicoladas industriales se efectúa mediante tratamientos físico-químicos, biológicos o de destilación.
Para los residuos que se tratan en plantas físico-químicas, el tratamiento consiste en enviar el agua industrial desde la balsa de homogenización donde se recogen hasta el depósito de tratamiento o reactor. Aquí, se añade un coagulante primario del tipo Al2(SO4)3, FeCl3, Fe2(SO4)3, AlCl3 ó una poliamina como coagulante orgánico etc., con control de pH, trabajando normalmente a un pH ácido.
Tras la coagulación se añade lechada de cal (disolución líquida de CaO ó de Ca(OH)2) ó NaOH hasta un valor de pH cercano a la neutralidad. En todos los pasos se mantiene la agitación. Tras la neutralización, se añade, en una tercera cámara, conectada a las anteriores mediante zig-zag, un agente floculante conocido como polielectrolito, se agita a una baja velocidad y los coágulos de materia orgánica formados tras la adición del coagulante se transforman en flóculos de tamaño suficiente, que sedimentan en decantadores estáticos o lamelares, donde el agua, libre de materia orgánica coloide, pero no de materia orgánica disuelta y, por tanto, no apta para usos industriales, sale por la parte superior del decantador al colector, y los lodos, recogidos por la parte inferior del decantador, son espesados y deshidratados mediante filtro prensa y adición de lechada de cal. El agua que se obtiene mediante estos procesos posee todavía materia orgánica disuelta (que no es coagulable), por lo que no es todavía apta para usos industriales, por lo tanto este proceso tiene sus limitaciones.
En el caso de los procesos biológicos, el procedimiento que se aplica normalmente a las aguas industriales es, en una primera etapa, un desbastado mediante rejas y tamices para separar todos los sólidos mayores de 0,8 cm. aproximadamente.
Tras el desbaste de gruesos y finos, se procede a un desarenado y desengrasado para separar arenas y grasas. Seguidamente, las aguas residuales se conducen a un decantador primario donde se separa de las aguas la materia orgánica coloide. Tras esta decantación primaria, las aguas se conducen a un reactor biológico aireado, donde se procede a la digestión de la materia orgánica por las bacterias presentes en el agua. El agua sale del reactor biológico para ser conducida a un decantador secundario donde se separa el agua de los lodos biológicos. El agua de salida, ahora ya depurada pero no apta para uso industrial, es vertida al colector.
Los lodos procedentes de esta etapa, junto con los procedentes de la decantación primaria, se someten a espesado, digestión anaeróbica para producción de metano, posterior deshidratación mediante dosificación de lechada de cal y secado mediante filtro prensa o mediante dosificación de polielectrolito catiónico y centrífuga.
En ambos casos, el agua de salida no es directamente reutilizable para usos industriales dado que ninguno de los dos sistemas es capaz de separar por completo toda la materia orgánica de las aguas residuales industriales.
Existe un tercer método de tratamiento de estas aguas denominado evaporación. En caso de trabajar con evaporación atmosférica nos encontramos que el agua destilada arrastra la porción más volátil, por lo que no se obtiene una corriente libre de materia orgánica. Para poder separar una fracción de alcoholes se deberá practicar una destilación, proceso caro tanto en implantación como en coste energético.
Otra opción que tienen las empresas, hoy en día, es gestionar estas aguas como residuo en cementeras que utilizan como combustible todo y que su poder calorífico es muy bajo debido a la elevada proporción de agua que arrastran.
Así se observa que existen limitaciones en el estado de la técnica así como la necesidad de obtener un proceso eficiente, así como el reactivo empleado para el tratamiento de aguas glicoladas que proporcione aguas aptas para uso industrial.
Descripción de las figuras
Figura 1: Representa un esquema o plano de las columnas de microfiltración donde (1) representa la salida 1 o Vaciado filtrado y (2) la salida 2 o Vaciado final proceso adsorción a entrada tratamiento.
Descripción detallada de la invención
El procedimiento para el tratamiento de aguas glicoladas objeto de la presente invención comprende una serie de etapas con una primera fase de separación de materia orgánica coloidal y sólidos en suspensión, orgánicos y/o inorgánicos, mediante reactivo de coagulación/adsorción/floculación, que permite obtener agua libre de materia orgánica coloidal y sólidos en suspensión, orgánicos y/o inorgánicos, en un porcentaje aproximado del 99%, mediante un proceso de coagulación-adsorción-floculación de materia orgánica en una sola etapa, de forma directa y sin necesidad de utilizar decantadores lamelares o estáticos, siendo ésta, una vez separados los lodos por procesos de filtración mediante filtro deshidratador, el agua de alimentación a una segunda etapa mediante membranas tubulares de ultrafiltración.
Para el objeto de la presente invención, se utilizan indistintamente los términos "coagulación/adsorción/floculación" o "coagulación-adsorción-floculación", y se refieren a un efecto o proceso simultáneo de coagulación, de adsorción y de floculación, que en el caso del procedimiento objeto de la presente invención se produce en una sola etapa y en el caso del reactivo objeto de la presente invención es una característica del mismo.
En una segunda fase mediante proceso de ultrafiltración, se obtienen dos fracciones, una de permeado y otra de rechazo. El rechazo, equivalente a un 5% del caudal de entrada es recirculado a proceso físico-químico, mientras que el permeado se utilizará como agua de alimentación a la siguiente fase, las columnas de adsorción.
Se reivindica proceso de separación de materia orgánica mediante columnas de adsorción y reactivo de regeneración, que permite separar la materia orgánica soluble de una mezcla de agua + sal + materia orgánica soluble.
El agua de salida de las columnas de adsorción, mezcla de agua y sal, será tratada mediante un doble proceso de ósmosis inversa más cristalización, que permitirá obtener agua por un lado y sales húmedas por otro.
Este método es aplicable a aguas industriales de fabricación de ésteres, aguas glicoladas de circuitos de refrigeración, aguas hidrocarburadas y de separadores de hidrocarburos, etc. En definitiva, cargadas de compuestos orgánicos como, alcanos, alquenos y alquinos, alcoholes, cetonas, aldehídos, ácidos carboxílicos, ésteres y éteres, etc., junto con sales.
Concretamente, la presente invención se refiere a un proceso de separación por etapas para la recuperación de la materia orgánica soluble (alcoholes) de las aguas glicoladas industriales, que comprende las siguientes etapas:
a) adición de un reactivo de coagulación/adsorción/floculación que permite separar la materia orgánica coloidal así como los sólidos en suspensión (orgánicos y/o inorgánicos) presentes en las aguas glicoladas, con una eficiencia > 99% de separación de sólidos en suspensión así como de materia orgánica coloidal,
b) ultrafiltración mediante membrana tubular de '' y 4.2 m de largo, para obtener un agua tratada procedente del proceso físico químico con una turbidez < 3 NTU (Nefelometric Turbidity Unit), conteniendo únicamente agua materia orgánica soluble y sales,
c) separación de la materia orgánica soluble de la mezcla de agua y sales mediante columnas de adsorción-desorción, de las que se obtiene por adsorción la recuperación de una fracción de materia orgánica en solución acuosa a una concentración...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para el tratamiento de agua glicolada caracterizado porque comprende las etapas de:
2. Procedimiento para el tratamiento de agua glicolada según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición del reactivo de coagulación/adsorción/floculación de la etapa a) comprende al menos:
3. Procedimiento para el tratamiento de agua glicolada según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa b) se efectúa a su vez en dos fases:
4. Procedimiento para el tratamiento de agua glicolada según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una etapa adicional d) que consiste en un proceso de separación de la materia orgánica soluble mediante columnas de adsorción, partiendo del agua permeada del proceso de ultrafiltración.
5. Procedimiento para el tratamiento de agua glicolada según la reivindicación 4, caracterizado porque las columnas de adsorción contienen relleno de mezclas de diferentes tipos de carbón activado seleccionado del grupo formado por al menos carbón bituminoso, carbón de concha de coco, carbón de madera de pino, carbón en forma granular y/o pellet y/o cualquiera de sus mezclas o combinaciones para obtener un agua libre de materia orgánica y sólidos en suspensión.
6. Procedimiento para el tratamiento de agua glicolada según cualquiera de las reivindicaciones 1, 4 y 5 caracterizado porque adicionalmente comprende una etapa de regeneración del relleno de las columnas de adsorción que permite separar la materia orgánica soluble retenida en un doble proceso: un proceso inicial térmico que separa compuestos de carácter más covalente y un segundo proceso de regeneración químico utilizando ECOreg básico y ECOreg ácido y por este orden, que permite separar del relleno de carbón activado de las columnas las moléculas orgánicas solubles que pueden comportarse como moléculas orgánicas y/o sales en función del pH al que se encuentren, como por ejemplo CH3-COOH y CH3-COONa.
7. Procedimiento para el tratamiento de agua glicolada según cualquiera de las reivindicaciones 1, 4 a 6 caracterizado porque adicionalmente comprende una etapa de doble paso de ósmosis inversa para el filtrado de las columnas de adsorción, obteniendo así un agua apta para uso industrial.
8. Procedimiento para el tratamiento de agua glicolada según cualquiera de las reivindicaciones 1, 4 a 7 caracterizado porque adicionalmente comprende una etapa de cristalización en un cristalizador atmosférico donde se recoge el rechazo de la ósmosis inversa junto con la regeneración química de las columnas de adsorción, para obtener un destilado de materia orgánica (<1% p/p) + agua destilada, que será reconducida a alimentación a columnas de adsorción para separar la materia orgánica y un precipitado de sales húmedas.
9. Reactivo de coagulación/adsorción/floculación utilizado en el procedimiento de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende:
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