MÉTODO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS CON CARGA EN SULFATOS Y VALORIZACIÓN DE LOS LODOS OBTENIDOS.

Método de tratamiento de residuos con carga en sulfatos y valorización de los lodos obtenidos.



Método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos y de valorización de los subproductos obtenidos. Comprende una fase, de adicionar proporciones variables de aluminato tricálcico (3CaO-Al2O3), para la producción de una reacción principal (2), siendo los sulfatos eliminados por precipitación, con la obtención de un subproducto que incorpora los precipitados; y una fase de tratamiento previo (2) de dichos residuos (1), en la que se adicionan proporciones variables de hidróxido cálcico, óxido cálcico y/o carbonato cálcico, previamente a la adición (4) de aluminato tricálcico, con la obtención de un precipitado conteniendo sulfato de calcio o sulfato de calcio hidratado. Dicho subproducto comprende lodos (5) que contienen etringita. Los lodos pueden aprovecharse como coagulante y/o neutralizante en una estación depuradora de aguas residuales (9).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100723.

Solicitante: ARELLANO ORTIZ, JORDI.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MARTINEZ MANENT,SALVADOR, NOGUES CARULLA,JOAQUIM M, ARELLANO ORTIZ,JORDI , GARCÍA VALLES,Ma. Teresa.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C02F1/52 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 floculación o precipitación de las impurezas en suspensión.
  • C02F1/58 C02F 1/00 […] › por eliminación de compuestos especificados disueltos (utilizando intercambiadores de iones C02F 1/42; desendurecimiento del agua C02F 5/00).
MÉTODO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS CON CARGA EN SULFATOS Y VALORIZACIÓN DE LOS LODOS OBTENIDOS.

Fragmento de la descripción:

"Método de tratamiento de residuos con carga en sulfatos y valorización de los lodos obtenidos"

Sector técnico de la invención La presente invención se refiere al tratamiento de residuos, sólidos, líquidos o gaseosos, conteniendo sulfatos, por ejemplo, aguas residuales con contenidos de sulfatos superiores al límite permitido por la legislación vigente en el país de aplicación. En concreto, la presente invención se refiere a un método de tratamiento de residuos con carga en sulfatos, así como de valorización de los lodos obtenidos.

Antecedentes de la invención Los procesos de tratamiento de sulfatos se pueden clasificar en cuatro categorías:

tratamientos químicos con precipitación mineral

membranas intercambio iónico eliminación biológica de los sulfatos Existen diversos métodos de tratamiento químico: Carbonato cálcico/cal; sales de bario, método SAVMIN; método CESR.

En la neutralización "por carbonato cálcico / cal", se neutraliza con hidróxido o carbonato de calcio, precipitando yeso o anhidrita. Se trata de un sistema económico pero, dada la solubilidad del sulfato cálcico no se puede rebajar la concentración del sulfato por debajo de unos 1200-1500 ppm. Las reacciones correspondientes son:

Ca (OHh+H2S04~CaS0 4·2H20 CaC03+H2S04+H20 ~CaS04· 2H20+C02

Si se utilizan sales de bario, se neutraliza con sales de bario tipo carbonato,

hidróxido o sulfuro de bario, obteniéndose sulfato de Ba insoluble. Se reducen los niveles de sulfato a unos 200 ppm. Se trata de un sistema relativamente caro dado el coste de los reactivos. Las reacciones correspondientes son:

BaC03+H2S04~BaS04+H2C03 Ba (OHh+ H2S04~BaS04+2H20 BaS+ H2S04~BaS04+H2S

El método SAVMIN consiste en la eliminación de sulfatos por precipitación de Etringita. Esta se consigue por la reacción del hidróxido de aluminio con el ión sulfato en presencia de cal. Se obtienen bajos niveles de sulfatos de salida pero para aguas con bajos niveles de sulfatos. Por otro lado los costes de inversión también son elevados. Las reacciones correspondientes son:

El método CESR también utiliza la eliminación de sulfatos por precipitación de etringita pero utilizando en este caso el aluminato cálcico (CaAI20 4) como reactivo. Los sulfatos se reducen por debajo de los 200ppm pero con un coste de producción elevado. La reacción del proceso se puede escribir como:

Las membranas se utilizan en dos importantes procesos de tratamiento de aguas: La ósmosis inversa y la electrodiálisis. Estos procesos consiguen elevadas purezas con calidad para agua de boca. Como contrapartida las inversiones, el mantenimiento y el coste de explotación son elevados. Además, estos sistemas generan un concentrado salino, en forma continua, más o menos concentrado en función de la concentración inicial de sulfatos y del nivel de calidad requerido, de dificil y costosa gestión.

Otro de los métodos de eliminación de sulfatos es mediante la utilización de resinas de intercambio iónico.

Están compuestas de una alta concentración de grupos polares, ácidos o básicos, incorporados a una matriz de un poUmero sintético (resinas estirénicas, resinas acrílicas, etc.) y actúan tomando iones de las soluciones (generalmente agua) y cediendo cantidades equivalentes de otros iones. La principal ventaja de las resinas de intercambio iónico es que pueden recuperar su capacidad de intercambio original, mediante el tratamiento con una solución regenerante.

Las resinas de intercambio iónico poseen un radical fijo y un ión móvil o ión de sustitución. El ión móvil es el ión que es intercambiado por iones que desean eliminarse de la solución y este intercambio sólo funciona entre iones de igual carga eléctrica: cationes por cationes y aniones por aniones.

En general las resinas de intercambio iónico operan en columnas, para favorecer el proceso de intercambio, parecido a la destilación o la destilación en bandejas. La reacción de intercambio se desplaza en el lecho de resina, generalmente hacia los niveles inferiores.

Las resinas aniónicas de base débil eliminan con gran eficiencia los aniones de los ácidos fuertes, tales como sulfatos, nitratos y cloruros.

Es un método de gran eficiencia pero de elevado coste, tanto de mantenimiento como de gestión, generando además una importante cantidad de residuos.

Los tratamientos biológicos para la eliminación de sulfatos son una alternativa a los distintos métodos expuestos anteriormente. Las principales tecnologías utilizadas actualmente son: biorreactor, humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales, sistemas productores de alcalinidad (drenaje anóxico a través de calizas y sistemas de flujo vertical) y las barreras reactivas verticales. Todos ellos, excepto el biorreactor, son sistemas de tratamientos pasivos y por lo tanto de baja velocidad de tratamiento. Por otro lado se encuentran influidos por la utilización de substratos con presencia de otras bacterias anaeróbicas, con la toxicidad debida a la presencia de H2S y la disolución de metales, que incluso a nivel de trazas parecen inhibir la reducción de sulfatos .

Si bien los anteriores métodos tienen en general una correcta funcionalidad, presentan individualmente y en conjunto unos inconvenientes que limitan la aplicación en determinados campos.

En este sentido, las técnicas de membranas y de resinas de intercambio iónico, producen una excelente calidad pero con bajo rendimiento y elevado coste. Las técnicas biológicas, en general son muy lentas y críticas en el mantenimiento de las cepas de bacterias.

Así pues los candidatos más adecuados son las técnicas de precipitación. Dentro de ellas la precipitación por carbonato cálcico y/o cal es un sistema efectivo pero con el inconveniente de que dada la solubilidad del yeso precipitado, no se puede rebajar el nivel de sulfatos por debajo de los 1200 ppm. De todas formas, dado el bajo coste, se puede utilizar como un tratamiento previo.

La precipitación por sales de bario tiene el inconveniente del elevado coste de los reactivos además del riesgo en el uso de un metal pesado altamente tóxico, lo que en general desaconseja su utilización.

Los otros dos métodos SAVMIN y CESR, presentan elevados costes de inversión y/o producción ya sea por la complejidad del sistema o por la carestía de los reactivos.

La presente invención tiene por finalidad solucionar simultáneamente todos estos inconvenientes.

Explicación de la invención A tal finalidad, el objeto de la presente invención es un método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos, y de valorización de los subproductos obtenidos, de nuevo concepto, caracterizado porque comprende una fase, o reacción principal, de adicionar proporciones variables de aluminato tricálcico (3CaO·AI203) , siendo los sulfatos eliminados por precipitación, con la obtención de un subproducto que incorpora los precipitados.

Preferiblemente, el método comprende una fase de tratamiento previo de dichos residuos, en la que se adicionan proporciones variables de hidróxido cálcico, óxido cálcico ylo carbonato cálcico, previamente a la reacción, con la obtención de un precipitado conteniendo sulfato de calcio o sulfato de calcio hidratado.

Dichos subproductos pueden estar constituidos por lodos que contienen etringita o alguna otra fase de sulfoaluminato cálcico.

En tal caso, la invención contempla la posibilidad de la fase adicional de acondicionar dichos lodos.

Dicho lodo pueden ser valorizado como componente para la fabricación de cemento o, alternativa o complementariamente, como coagulante-neutralizante en una estación depuradora de aguas residuales, habiendo observado los inventores que, sorprendentemente en ambas utilizaciones mejora notablemente las características del cemento, en un caso, y la funcionalidad del coagulante-neutralizante, en el otro caso..

Los inventores han encontrado tras muchos ensayos que la mezcla proporcionada de C3A con cantidades concretas de fuentes de Ca, mejoran la precipitación de sulfatos, y a ello puede deberse, al menos parcialmente, tanto la excelente eficacia de la precipitación, como las buenas características de los lodos en tanto que componente del cemento y coagulante.

El método propuesto utiliza como reactivo el aluminato tricálcico en lugar del aluminato cálcico, en el método CESR o el hidróxido de aluminio en el de SAVMIN. Las ventajas que ello conlleva están en su mejor reactividad y mayor economía del producto, en el caso del CESR. El aluminato cálcico es el principal componente del cemento aluminoso que se sintetiza por fusión...

 


Reivindicaciones:

1. Método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos y de valorización de los subproductos obtenidos, caracterizado porque comprende una fase, de adicionar proporciones variables de aluminato tricálcico (3CaO·AI20 3) , para la producción de una re, acción principal (4) :

siendo los sulfatos eliminados por precipitación, con la obtención de un subproducto que incorpora los precipitados.

2. Método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos, según la reivindicación 1, car, acterizado porque comprende una fase de tratamiento previo (2) de dichos residuos (1) , en la que se adicionan proporciones variables de hidróxido cálcico, óxido cálc:ico y/o carbonato cálcico, previamente a la reacción principal (4) de aluminato tricálcico, con la obtención de un precipitado conteniendo sulfato de calcio o sulfato de calcio hidratado.

3. Método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho subproducto comprende lodos (5) que contienen etringital.

4. Método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos, según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende la fase adicional de acondicionar dichos lodos (5) .

5. Método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos, según la reivindicación 1 ó la reivindicación 4, caracterizado porque comprende la fase de añadir dichos lodos en una mezcla para la fabricación de cemento (8) .

6. Método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos, según la reivindicación 1 ó la reivindicación 4, caracterizado porque comprende la fase de verter dichos lodos como coagulante en una estación depuradora de aguas residuales (9) .

7. Método para el tratamiento de residuos conteniendo sulfatos, según la reivindicación 1, ó la reivindicación 4, caracterizado porque comprende la fase de verter dichos lodos como neutralizante en una estación depuradora de aguas residuales (9) .

Ca (C03}

CaO

Ca (OHh

7 \

~

FIG. 1


 

Patentes similares o relacionadas:

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA EL TRATAMIENTO DE FLUIDOS PARA SUMINISTRO, del 25 de Junio de 2020, de UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA: La presente invención corresponde a un método y a un dispositivo para el tratamiento de fluidos para suministro. El dispositivo para el tratamiento de fluidos comprende […]

Método de tratamiento para hacer circular agua de cabina de recubrimiento de tipo húmedo, del 3 de Junio de 2020, de KURITA WATER INDUSTRIES LTD.: Método para tratar agua en circulación que circula a través de una cabina de pintura húmeda y que incluye una pintura, comprendiendo el método tratar una […]

Depuradora compacta para uso doméstico, del 22 de Mayo de 2020, de RASED SANEAMIENTO, S.A.: 1. Depuradora compacta para uso doméstico que comprende un depósito principal que comprende en su interior de, al menos: - Un depósito de homogeneización […]

COMPOSICIÓN Y MÉTODO DE PURIFICACIÓN. DESINFECCIÓN Y CLARIFICACIÓN DE AGUAS, del 22 de Mayo de 2020, de VARGAS VARGAS, Jorge Javier: La invención corresponde a una composición para el tratamiento de aguas contaminadas y el método para el tratamiento de aguas correspondiente. En […]

Imagen de 'Instalación de tratamiento de fluido acuoso por contacto con…'Instalación de tratamiento de fluido acuoso por contacto con un lecho fluidizado de carbón activo en polvo coagulado, del 25 de Marzo de 2020, de SAUR: Instalación de tratamiento de fluido acuoso, en particular para asegurar la eliminación de microcontaminantes orgánicos y de materias orgánicas […]

PROCEDIMIENTO PARA TRATAMIENTO DE LÍQUIDOS MEDIANTE PROCESO COMBINADO FÍSICO-QUÍMICO DE CAMBIO DE FASE Y REACTOR PARA LLEVAR A CABO DICHO PROCEDIMIENTO, del 18 de Marzo de 2020, de BENITO MORAL, Daniel: Procedimiento para tratamiento de líquidos mediante proceso combinado físico-químico de cambio de fase y reactor para llevar a cabo dicho procedimiento, […]

UN REACTOR DE ULTRA-FLOCULACIÓN HIDRÁULICO PARA LA RECUPERACIÓN DE AGUAS A PARTIR DE PULPAS FINAS DE RELAVES MINEROS, del 5 de Marzo de 2020, de UNIVERSIDAD DE CONCEPCION: Un reactor de ultra-floculación hidráulico para la recuperación de aguas a partir de pulpas finas de relaves mineros que comprende al menos una carcasa cilíndrica […]

Método de clarificación lastrada mejorado, del 19 de Febrero de 2020, de Suez Treatment Solutions, Inc: Método para proporcionar clarificación lastrada de agua o aguas residuales, que comprende: introducir un influente en una primera zona , comprendiendo el […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .