Método para tratar residuos líquidos por desorción en circuito cerrado con sistema de condensación criogénica.

Un método para tratar residuos líquidos que contienen contaminantes orgánicos volátiles,

constituido por lassiguientes etapas:

a. desorción de dichos residuos líquidos en un separador, con un gas de desorción, obteniéndose un gasenriquecido con contaminantes y un residuo líquido parcialmente libre de contaminantes

b. condensación criogénica del gas resultante de la etapa a) a temperaturas comprendidas entre -20 y -150ºC,con separación de condensados

caracterizado porque después de dicha etapa a) dicho gas enriquecido se somete a una precondensación a T entre-2 y -10ºC.

Método para tratar residuos líquidos por desorción en circuito cerrado con sistema de condensación criogénica La presente invención se refiere a un método para tratar residuos líquidos acuosos que contienen compuestos orgánicos volátiles, clorados y no clorados, separándolos mediante un sistema de condensación criogénica de los contaminantes desorbidos con nitrógeno líquido, y a una planta en circuito cerrado para tratar dichos residuos.

Estado técnico En el ámbito tecnológico de la presente invención el término residuos líquidos se refiere a los productos líquidos que deben tratarse para reducir su contenido de contaminantes. La presente invención se refiere particularmente al tratamiento de aguas subterráneas contaminadas procedentes del desagüe del subsuelo de sitios contaminados, tal como estipula la ley para su recuperación. Estas aguas subterráneas proceden del drenaje de una serie de pozos denominados “barreras hidráulicas” para su posterior tratamiento en plantas “TAF” (“Trattamento Acque di Falda”) (“tratamiento de aguas subterráneas”) . Según la legislación europea e italiana (real decreto 152/’06) las aguas subterráneas contaminadas deben considerarse como residuo y se identifican mediante el código EWC 19.13.08 y 19.13.07*. Código EWC significa código europeo de residuos (directiva 75/442/EEC) .

Entre los contaminantes pueden mencionarse los pertenecientes a las clases siguientes: iones metálicos (tales como Fe, Mn, As, Al, Cd, Zn, etc.) , compuestos inorgánicos (sulfatos, sulfuros, nitritos y nitratos, etc.) , compuestos orgánicos volátiles, tanto alifáticos como aromáticos (por ejemplo BTEX) , que también pueden estar halogenados (por ejemplo 1, 2-dicloroetano y análogos) . Así como los compuestos inorgánicos se eliminan generalmente mediante tratamientos químico-físicos y procesos de intercambio iónico o en procesos de permeación sobre membranas, los compuestos orgánicos volátiles suelen eliminarse por separación y subsiguiente adsorción sobre carbón activo. Con estos procedimientos pueden obtenerse buenos resultados en cuanto a las propiedades cualitativas de los productos refluyentes, pero con considerables costes de gestión y graves consecuencias de impacto medioambiental debido a las grandes cantidades de residuos producidos por metro cúbico de agua tratada.

Se puede describir un esquema de tratamiento convencional del modo siguiente: en primer lugar las aguas que deben tratarse se desorben con una determinada cantidad de gas (N2 o aire) a un caudal aproximado de 400 Nm3/h. De manera precautoria la eficiencia del separador solo llega al 95%. El gas de desorción se depura por adsorción sobre recipientes descargables de carbón activo y después de este tratamiento se libera a la atmósfera. En cambio las aguas del fondo de la columna se someten a un proceso de acabado sobre una serie de carbones activos en la parte acuosa, antes de descargarlas al medio receptor.

La patente italiana IT 1359970 a nombre del presente solicitante se refiere a un método que comprende una etapa de desorción en circuito cerrado de los residuos líquidos sometidos al tratamiento y una etapa de condensación criogénica con nitrógeno líquido. Según este método las aguas sometidas al tratamiento se desorben en primer lugar con una determinada cantidad de gas (N2 o aire) a un caudal aproximado de 400 Nm3/h. De manera precautoria la eficiencia del separador solo llega al 95%. El gas de desorción se enfría primero a -70ºC gracias a las frigorías del nitrógeno líquido, para permitir la condensación/solidificación del dicloroetano y de los otros compuestos que se pueden eliminar a temperaturas bajas. La eficiencia de eliminación del sistema de condensación criogénica se limita por precaución al 95% (las experiencias de trabajo con el sistema arriba descrito han demostrado que se pueden garantizar eficiencias de eliminación de dicloroetano iguales al 99% aproximadamente) . A la salida de la sección de condensación criogénica, los compuestos residuales presentes en el circuito de desorción se eliminan por adsorción sobre carbón activo en la parte del aire. Después del tratamiento con carbón activo el gas se introduce otra vez en el separador para un nuevo ciclo de desorción, evitando así su descarga a la atmósfera. En cambio las aguas del fondo de la columna se someten a un proceso de acabado sobre una serie de carbones activos en la parte acuosa, antes de descargarlas al medio receptor.

Sin embargo esta solución tiene el problema de que requiere un gran gasto de nitrógeno y de energía para mantener la eficiencia de la columna de condensación criogénica. Además, aunque respecto al estado técnico anterior se logra la mejora de que el producto saliente del separador tiene menor cantidad de AOX, en particular de dicloroetano, durante la fase de condensación surgen dificultades operativas. De hecho, así como el dicloroetano se reparte entre los dos intercambiadores de que consta usualmente la unidad de condensación, al agua se congela enseguida y tiende a permanecer en el primer intercambiador, atascando pronto la unidad de condensación, con la consiguiente interrupción del servicio y la necesidad de arrancar otra columna.

La presente invención se refiere a un método para tratar residuos líquidos acuosos, en particular aguas subterráneas contaminadas, según el cual, tras el proceso de desorción, el gas tratado ventajosamente con nitrógeno líquido, antes de enfriarlo, para permitir la condensación de la carga orgánica, se somete a una fase de precondensación y luego a un tratamiento con carbones activos que elimina los contaminantes no condensables para poder reutilizar el gas en un sistema de circuito cerrado.

Por tanto el objeto de la presente invención es el método para tratar residuos líquidos según la reivindicación 1.

Breve descripción de las figuras

La presente descripción incluye tres figuras, que muestran:

figura 1: esquema de una planta de desorción y adsorción carbones activos; figura 2: esquema de una planta con circuito cerrado de desorción y sistema de condensación criogénica, y figura 3: esquema de una planta con circuito cerrado de desorción y sistema de condensación criogénica, y precondensación mediante bomba de calor.

El método de la presente invención comprende las siguientes etapas:

a. desorción de las aguas sometidas al tratamiento;

b. precondensación de los gases de desorción a -5ºC mediante bomba de calor, para evitar la entrada de agua en el sistema de condensación criogénica que trabaja con nitrógeno líquido;

c. tratamiento del gas de desorción por condensación criogénica mediante nitrógeno líquido (a temperaturas de condensación comprendidas entre -10ºC y -150ºC) ;

d. recuperación de los condensados por descongelación y reciclado de las fracciones acuosas a la cabeza del separador;

e. tratamiento de los compuestos no condensables sobre carbones activos en la parte del aire;

f. reciclado del gas de desorción a la columna (ausencia de descarga a la atmósfera) ;

g. tratamiento final sobre carbones activos de las aguas tratadas.

A continuación se ofrece una breve descripción comparativa entre el método de la presente invención y el método descrito en la patente IT 1359970. En la presente invención el término compuesto orgánico volátil incluye cualquier compuesto que tenga una presión de vapor igual o superior a 0, 001 kPa a 20ºC (art. 268 del real decreto 152/2006) .

Las aguas sometidas al tratamiento se desorben primero con una determinada cantidad de gas de desorción (N2 o aire) a un caudal de 400 Nm3/h, aproximadamente. La eficiencia del dispositivo de desorción (o separador) se pone por precaución al 95%. El caudal de gas de desorción depende del tamaño de la planta. El gas de desorción alcanza las condiciones de saturación impuestas por la temperatura y la presión en la cabeza de la columna (separador) , lo cual implica que la corriente que sale de cabeza de la columna contiene aproximadamente 6 kg/h de agua para una temperatura de unos 15ºC y una presión de unos 0, 1 barg. Según la patente IT 1359970, la humedad del gas de desorción se eliminaría por congelación en el sistema de condensación, trabajando con nitrógeno líquido a unas temperaturas próximas a -70ºC. Esto, aparte de generar consumo de frigorías, produce un rápido atascamiento de las columnas de condensación, que hace necesario el uso de unidades dobles. Una primera unidad (columna de condensación) está en funcionamiento mientras que la otra - una vez puesta a temperatura ambiente y recuperados los compuestos que han solidificado - queda en... [Seguir leyendo]

1. Un método para tratar residuos líquidos que contienen contaminantes orgánicos volátiles, constituido por las siguientes etapas:

a. desorción de dichos residuos líquidos en un separador, con un gas de desorción, obteniéndose un gas enriquecido con contaminantes y un residuo líquido parcialmente libre de contaminantes b. condensación criogénica del gas resultante de la etapa a) a temperaturas comprendidas entre -20 y -150ºC, con separación de condensados caracterizado porque después de dicha etapa a) dicho gas enriquecido se somete a una precondensación a T entr.

10. 2 y -10ºC

2. El método según la reivindicación 1, en que dichos residuos líquidos contienen contaminantes orgánicos de la clase formada por compuestos orgánicos volátiles, tanto alifáticos como aromáticos, posiblemente halogenados.

3. El método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en que dichos residuos líquidos incluyen aguas subterráneas contaminadas.

4. El método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en que los contaminantes contenidos en el

gas de desorción se eliminan cuando su concentración en el gas de desorción es > 10 g/Nm3, la corriente del gas de 20 desorción es < 2000 g/Nm3 y la temperatura está comprendida entre -60ºC y -80ºC.

5. El método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en que el gas de desorción se elige entre aire y nitrógeno.

6. El método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en que después de la etapa b) dicho gas se reutiliza en las siguientes etapas de desorción, tras una depuración preventiva.

7. El método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en que los condensados obtenidos de dicha etapa de precondensación se envían al vertido y los condensados obtenidos de dicho procedimiento de 30 condensación se envían a la recuperación R2.

8. El método según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en que dicho residuo líquido resultante de dicha etapa a) se envía a un tratamiento de depuración.

9. Una planta para tratar residuos líquidos que contienen contaminantes orgánicos volátiles, la cual comprende en un circuito cerrado y en serie:

a. un separador

b. al menos una unidad de condensación

c. al menos una unidad de adsorción sobre carbones activos en la parte del aire

d. medios de conexión del fluido caracterizada porque al menos dispone de una unidad de precondensación después de dicho separador y antes de dicha unidad de condensación.

10. La planta según la reivindicación 9, dotada de medios para evitar la descarga a la atmósfera de los gases de 45 desorción.

11. La planta según al menos una de las reivindicaciones 9 a 10, en que dicho separador posee una conexión de fluido fuera del circuito cerrado a una unidad de tratamiento de agua con carbones activos, en que dicha unidad de precondensación posee una conexión de fluido fuera del circuito cerrado a una unidad de vertido de condensados y

en que dicha unidad de condensación posee una conexión de fluido fuera del circuito cerrado a una unidad de alimentación de condensados a la recuperación R2.

12. La planta según al menos una de las reivindicaciones 9 a 11, en que las columnas de desorción se eligen del

grupo formado por columnas de platos y columnas empaquetadas. 55

13. La planta según al menos una de las reivindicaciones 9 a 12, en que los medios de realización del proceso de desorción comprenden separadores de vacío.

Flujo 4 Venteo de la desorción Tratamiento del venteo sobre Flujo 5 Aire tratado a la atmósfera

carbones activos

Flujo 1 en la parte del aire

Aguas a tratar

Separador

Flujo 2

Gas de desorción

Aguas desorbidas

Flujo 3

Carbones activos en la Flujo 6

parte del agua Aguas tratadas