Regeneración y depuración de aguas residuales y fertilizacion para el riego agricola.
Regeneración y depuración de aguas residuales y fertilización para el riego agrícola,
es una invención que consiste en una depuración de aguas residuales que contienen metales pesados mediante.
La introducción del agua residual en (1) el tanque de adición de amoniaco donde precipitan óxidos hidratados de Mg, Cr, Mn, Fe y Hg. (2) Filtro de precipitados de este paso. (3) Recuperación de precipitados del filtro anterior. (4) Filtro de limaduras de hierro, reducción metales Ni, Cu, Ar, Cd y Pb precipitando éstos. (5) Recogida de precipitados del filtro de limaduras de hierro. (6) Tanque de floculación, recuperación del amoniaco -NH3-. (7) Recirculación amoniaco -NH3- llevándolo al inicio del proceso. (8) Tanque neutralización, mediante adición hidróxido potásico -KOH-. (9) Acidificación mediante dióxido de carbono -CO2-. (10) Ozonizador. (11) Filtro diatomeas, quedando agua apta para riego. (12) Recuperación de precipitados, procedentes neutralización. (13) Recuperación precipitados formados tras la adición de dióxido de carbono -CO2-.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100218.
Solicitante: FUNDACIÓN CENTRO DE INNOVACIÓN Y DEMOSTRACIÓN TECNOLÓGICA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: PORCAR ORTI,JAVIER.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C02F1/64 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). › de hierro o manganeso.
- C02F1/66 C02F 1/00 […] › por neutralización; Ajuste del pH (para desgasificar C02F 1/20; utilizando intercambiadores de iones C02F 1/42; para floculación o precipitación de impurezas en suspensión C02F 1/52; para eliminar compuestos disueltos C02F 1/58).
- C02F1/68 C02F 1/00 […] › por adición de sustancias específicas, para mejorar el agua potable, p. ej. por adición de elementos en estado de trazas.
- C02F9/04 C02F […] › C02F 9/00 Tratamiento en varias etapas del agua, agua residual o de alcantarilla. › siendo por lo menos una de las etapas un tratamiento químico.
Fragmento de la descripción:
REGENERACIÓN Y DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Y FERTILIZACION PARA EL RIEGO AGRÍCOLA
La presente invención se refiere a la recuperación de agua residual para su utilización como agua fertilizada para el riego agrícola, disminución de las emisiones de dióxido de carbono -C02-. El sistema de depuración propuesto podría implantarse fácilmente en estaciones depuradoras de aguas residuales ya existentes, por lo que no haría falta la construcción de nuevas plantas de tratamiento para llevar a cabo el proceso.
El presente procedimiento debemos encuadrarlo dentro del sector económico y del medio ambiente ya que el desarrollo económico de los países donde pudiera implantarse el sistema que planteamos, se vería beneficiado por la aplicación del agua resultante al proceso de regadío, Además la reducción de emisiones de metano y dióxido de carbono supone también una mejora del medioambiente y protección de la salud pública, especialmente en aquellos países donde se consume agua directamente del recurso hídrico sin potabilización previa.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
El agua, como motor de desarrollo y fuente de riqueza, ha constituido uno de los pilares fundamentales para el progreso del hombre.
La ordenación y gestión de los recursos hídricos, que ha sido desde siempre un objetivo fundamental para cualquier sociedad, se ha realizado históricamente bajo directrices orientadas a satisfacer la demanda en cantidades
suficientes, bajo una perspectiva de política de oferta.
El incremento de la oferta de agua como herramienta para el impulso económico, el mayor nivel de contaminación asociado a un mayor nivel de desarrollo, algunas características naturales (sequías prolongadas,
inundaciones) y en definitiva una sobreexplotación de los recursos hídricos, han conducido a un deterioro importante de los mismos.
Esto ha hecho necesario un cambio en los planteamientos sobre política de aguas, que han tenido que evolucionar
desde una simple satisfacción en cantidad de las demandas, hacia una gestión que contempla la calidad del recurso y la protección del mismo como garantía de un abastecimiento futuro y de un desarrollo sostenible.
En el sector del agua, la expansión del conocimiento
científico y las aplicaciones tecnológicas están cambiando la manera de usar, depurar y reutilizar este recurso natural, para satisfacer las necesidades humanas, económicas y ambientales. Las industrias están invirtiendo en nuevas tecnologías y procesos que reduzcan el uso del agua y los
vertidos de aguas residuales. A nivel nacional, cabe destacar
que en nuestro país están vigentes alrededor de 70 proyectos subvencionados por el Plan Nacional de I+D, según el informe de vigilancia tecnológica "Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales". Estos proyectos abarcan, desde distintas perspectivas, la investigación en el tratamiento de aguas residuales industriales. El citado informe destaca que el número de proyectos subvencionados ha ido aumentando progresivamente en los últimos dos años como reflejo de la importancia que ha adquirido el tratamiento y la reutilización de las aguas residuales. Sobre la base de la vinculación entre calidad de aguas y sus usos, se establecen estándares y criterios de calidad específicos que definen los requisitos que ha de reunir un determinado agua para un fin concreto, requisitos que, generalmente, vienen expresados como rangos cuantitativos de determinadas características fisicoquímicas y biológicas.
El presente procedimiento supone un avance en los sistemas de regeneración de aguas ya que se logran los estándares de demanda bioquímica de oxígeno en cinco días -080-, demanda química de oxígeno -DQO-y sólidos en suspensión -SS-aceptables para su vertido y para su utilización como agua de riego cumpliendo con la Directiva Marco europea del agua, que incide especialmente en la presencia de metales pesados en el agua y su posible toxicidad. Dichos metales son eliminados y recuperados.
Finalmente, el sistema no sólo no genera sino que consume dióxido de carbono -C02-, transformándolo en carbonatos, contribuyendo en alguna medida a la disminución del efecto invernadero.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
El proceso en estudio no requiere de unos tratamientos primarios diferentes a los comúnmente utilizados hoy en día en cualquier depuradora: reja de gruesos, reja de finos, tamizado, desarenador y desengrasador como pre-tratamientos y una decantación como tratamiento primario. El procedimiento presentado es aplicable a cualquier tipo de agua residual, ya sea industrial o urbana.
A continuación se describe el proceso de depuración propuesto: Fase de adición de amoniaco -NH3-. El primer paso consiste en introducir el efluente en un tanque donde se adicionará el amoniaco -NH3-, reaccionando con el agua -H20-según la siguiente reacción: NH3 (g) + H20 (1) ~NH4 + (ac) + OH- (ac)
Debido al aumento del pH y la adición de amoniaco -NH3-, se consigue la precipitación de iones Magnesio -Mg, Cromo -Cr-, Manganeso -Mn-, Hierro -Fe-y Mercurio -Hg-presentes en las aguas. Las reacciones que tienen lugar son las siguientes:
Mg 2+ (ac) + 20H- (ac) ~Mg (OHh (s) ~
Cr3+ (ac) + 30H- (ac) ~Cr (OHh (s) i
Hg 2+ + 20H- (ac) ~HgO (s) i + H20
El manganeso, en su forma más estable Mn (11) , que inicialmente precipitará al igual que los otros hidróxidos:
Mn 2+ (ac) + 20H (ac) ~Mn (OH) 2 (s) i
Este hidróxido se oxida por el oxígeno disuelto en el agua para producir Mn (lll) y Mn (IV) que permanecen igualmente precipitados según las respectivas reacciones:
2 Mn (OH) 2 (s) +% 02 ~Mn203 + H20 Mn (OH) 2 (s) +% 02 ~Mn03H2 (s)
Las reacciones de los cationes de hierro -Fe-serían las siguientes.
Fe 2+ (ac) + 20H- (ac) ~Fe (OH) 2 (s) i Fe3++ 30H- (ac) + (n-1) H20 ~FeO (OH) *nH20 (s) i Fe3+ + 30H-~Fe (OHh
Como se observa en las reacciones anteriores, tanto el Fe2+ como el Fe3+ presentes en el agua residual precipitan en esta forma. Al mismo tiempo, la formación de ambos cationes, permitiría la ca-precipitación de aniones tales como el fosfato (P043-) , debido al carácter floculante de los hidróxidos de hierro.
Reacción principal: Fe3++ H2P04 ~ FeP04 + 2H+ Reacción secundaria: Fe3+ + 3HC03~Fe (OHh + 3C02
La liberación de iones H+ y la precipitación de bicarbonatos reducirían el pH de la disolución. Los óxidos hidratados del resto de los metales, en caso de existir en aguas residuales urbanas o industriales no son lo suficientemente insolubles como para precipitar, dadas sus concentraciones usuales y el pH del medio. Quedarían en s disolución, junto con aniones, el resto de metales y materia orgánica, el amoniaco y el ión amonio. Cabe destacar que se prevé la eliminación de los microorganismos, gérmenes y bacterias, que pudieran estar presentes por el efecto biocida del amoniaco. 10 El efluente resultante tendrá una elevada concentración de NH3, pero se habrán eliminado casi todo el magnesio, cromo, manganeso, hierro y mercurio que pudiere llevar disuelto. En la segunda fase se procede a un filtrado para eliminar el precipitado, y el efluente pasa a través de un filtro de 15 limaduras de hierro -Fe-. Esta etapa es particularmente útil en el caso de que haya que depurar aguas residuales urbanas. El filtro de hierro consistirá en un lecho de limaduras de hierro por el que pasará el efluente tratado con el fin de retener los metales pesados en disolución. Este filtro 20 retendrá todos los metales cuyo potencial de reducción esté por debajo del correspondiente a la reducción de Fe2 + a hierro metal. Los metales quedarán adheridos al filtro como metales neutros, al tiempo que liberarán Fe2 + al medio acuoso. Los metales que se reducirían de esta forma serían: 25 níquel -Ni-, cobre -Cu-, cadmio -Cd-, y plomo -Pb-. También
lo harían los aniones, nitrato -N03--, nitrito -N02--, arseniato -As04 3--y arsenito -As033--. Además de éstos, el Crv1 Cr111
pasará...
Reivindicaciones:
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