Sistema de descontaminación de doble acción.

Un medio (510) de filtro tanto para sorber contaminantes químicos de agua de vertidos como reducir la proliferación de organismos microbianos,

que emplea una multitud de fragmentos (130) capaces de sorber contaminantes químicos del agua, estando constituidos los fragmentos por un copolímero de estireno, butadieno y estireno o copolímero de bloque estirénico hidrogenado hidrófobo, sorbente de aceite, en una matriz (390) de polímero hidrófobo formado a partir de monómero de etileno, propileno y dieno o monómero de etileno y propileno caracterizado por que se injerta un material antimicrobiano al polímero ya mencionado de la matriz (390) y/o al copolímero ya mencionado en la matriz (390).

Sistema de descontaminación de doble acción Los vertidos de agua típicos contienen una cantidad sorprendentemente grande de aceite y otros contaminantes. La contaminación que resulta de agua de recepción natural causa costes anuales enormes, tanto financieros como medioambientales. Por ejemplo, un estudio gubernamental en un artículo publicado muestra que el agua de tormenta tomada como muestra de sitios de las calles contenía una "concentración media del proceso" de 2, 2 mg de aceite por litro de agua de vertidos. Shepp, "Petroleum Hydrocarbon Concentrations Observed in Runoff from Discrete, Urbanized Automotive-Intensive Land Uses, " Watershed '96. Si cae un metro de lluvia al año en una calle de 10 metros de ancho, entonces a esa proporción media observada, el vertido anual de cada kilómetro de calle contendrá aproximadamente 275 litros de hidrocarburos.

Se han desarrollado diversos sistemas para eliminar hidrocarburos y otros contaminantes químicos de agua de vertidos. Por ejemplo, la Patente de EE.UU. 6.080.307 y de propiedad común con la presente solicitud, desvela un sistema para recuperar desechos y aceite de agua que pasa a alcantarillas o similares.

Desafortunadamente, un informe del Consejo de Defensa de los Recursos Naturales ("Testing the Waters 2001, " disponible en www.nrdc.org) deja claro que dichos sistemas convencionales para descontaminación química y eliminación de partículas son inadecuados para la purificación eficaz de agua de vertidos. El ochenta y cinco por ciento de cierres de playas y recomendaciones de salud que tuvieron lugar en 2.000 fueron el resultado de altos niveles de bacterias, según el informe y el “agua de vertidos contaminados y tormentas causó o contribuyó a más de 4.102 cierres o recomendaciones." Claramente queda una necesidad de más mejoras en la purificación de agua de vertidos para atenuar las preocupaciones continuadas sobre salud pública.

La patente internacional WO 98/30303 de propiedad común (equivalente a la patente europea 0 973 593 concedida) desvela una pluralidad de sacos porosos al agua y al aceite llenos parcialmente con una serie de cuerpos macroscópicos tubulares en general de un material polimérico que atrapa aceite, incluyendo preferiblemente monómero de estireno, butadieno y estireno y de etileno, propileno y dieno. Los cuerpos pueden ser en general cilíndricos con un agujero axial y una longitud mayor que el diámetro, a fin de que cuando afloren en agua, tal como en sacos, el agujero axial sea paralelo a la superficie del agua. Los cuerpos están formados preferiblemente de material granular en un procedimiento de extrusión a baja temperatura que une los gránulos de SBS sustancialmente no fundidos en una matriz de EPDM (ambos por sus siglas en inglés) . Cuando se forman así, los cuerpos presentan numerosas fisuras que se extienden desde las superficies, reteniendo aún la integridad estructural sin descamación o disgregación.

La Patente de EE.UU. 6.242.526 desvela un recubrimiento antimicrobiano, un adhesivo, un material de sellado y materiales elastoméricos que comprenden partículas poliméricas que contienen látex y un componente tensioactivo primario en el caso de que las partículas se formen por la reacción de un monómero etilénicamente insaturado y un compuesto de amonio cuaternario antibacteriano polimerizable. El tensioactivo primario es un tensioactivo aniónico o tensioactivo no iónico y las partículas poliméricas comprenden al menos una unidad monomérica y al menos una unidad de agente tensioactivo. La unidad monomérica procede de un monómero etilénicamente insaturado y la unidad de agente tensioactivo procede de un compuesto de amonio cuaternario antibacteriano polimerizable.

Según un aspecto de la presente invención, los gránulos o fragmentos de polímeros hidrófobos empleados como medios de filtro, por ej., para filtrar agua de vertidos, incluyen un compuesto antimicrobiano en sus superficies como se especifica en la reivindicación 1. Ventajosamente, dichos gránulos o fragmentos de polímeros pueden reducir la proliferación de organismos microbianos en el agua además de sorber contaminantes químicos del agua. (Como se usa en la presente memoria, "reducir la proliferación" incluye reducir los recuentos o las concentraciones de microorganismos vivos o activos de otro modo, evitando que los microorganismos se reproduzcan o proliferen de otro modo, o ambos.) Mediante el empleo de esta doble acción de descontaminación, los sistemas de filtro que emplean dichas partículas pueden mejorar además la calidad del agua de vertidos (u otras corrientes de agua) y reducir el riesgo presentado por organismos potencialmente perjudiciales en el agua.

En un método de la invención ventajoso en particular para preparar medios de filtración y descontaminación, se irrigan gránulos de polímeros con alta sorbencia por uno o más líquidos contaminantes predeterminados, tal como aceite u otros hidrocarburos, con una disolución que contiene un compuesto antimicrobiano reactivo, como se especifica en la reivindicación 14. (Como se usa en la presente memoria, el término "irriga" significa aplicar disolución a un material polimérico por cualquier técnica adecuada, incluyendo pulverización, inmersión estática, inundación centrífuga o flujo de fluido asociado de partículas y disolución.) Los gránulos de polímeros son fóbicos al agua (es decir, hidrófobos) y al líquido de la disolución (que puede ser agua) y así no sorben cantidades significativas de la disolución incluso durante la irrigación. Debido a que el compuesto antimicrobiano en la disolución es reactivo, llega a ser injertado en las superficies poliméricas de los gránulos sin la disolución que está sustancialmente sorbida (es decir, absorbida o adsorbida) por los gránulos. Los gránulos de polímeros resultantes pueden, en la inmersión en agua contaminada, tanto sorber líquidos contaminantes como reducir la contaminación biológica en el agua, una propiedad claramente beneficiosa.

El método también puede incluir secar (al menos sustancialmente) los gránulos de polímero irrigados con la disolución y extruir después los gránulos de polímero en fragmentos de medios de filtro. El método puede incluir además soportar los fragmentos alrededor de una cavidad abierta dentro de un módulo de filtro. Cuando los líquidos contaminantes incluyen hidrocarburos, dicho módulo de filtro es capaz tanto de retirar aceite del agua que pasa a la cavidad abierta como reducir la proliferación de organismos microbianos en el agua. Así, un resultado ventajoso del método es una mejora adicional en la purificación de agua de vertidos sobre la que está disponible de manera convencional.

Un fragmento de medios de filtro está constituido por: una matriz de polímero olefínico, hidrófobo, elástico; un copolímero hidrófobo, sorbente de aceite, en la matriz y un compuesto antimicrobiano. El compuesto antimicrobiano puede ser injertado, en una realización útil, por ej., por el método ventajoso mencionado anteriormente, a una porción del polímero de la matriz y a una porción del copolímero hidrófobo, sorbente de aceite, en la matriz. Alternativamente, el compuesto antimicrobiano puede ser injertado al copolímero solo (o, aunque menos preferido, a los gránulos de la matriz solos) . Por consiguiente, el fragmento es ventajosamente capaz tanto de sorber aceite de agua circundante como reducir la proliferación de organismos microbianos en el agua. (Como se usa en la presente memoria, el término "partículas" se refiere a gránulos o fragmentos, incluyendo gránulos en forma suelta así como gránulos conformados en fragmentos e incluyendo fragmentos solos o unidos a fragmentos adyacentes para conformar un cuerpo polimérico coherente de magnitudes macroscópicas.)

Un sistema de filtro según otro aspecto de la invención incluye una multitud de fragmentos macroscópicos, irregulares, del tipo discutido anteriormente y un módulo de filtro que soporta los fragmentos adyacentes a una abertura, como se especifica en la reivindicación 9. Dicho sistema de filtro es muy deseable por que puede realizar la descontaminación de doble acción de tanto sorber aceite, grasa, etc., de agua que pasa a la cavidad abierta como reducir la proliferación de organismos microbianos en el agua o en residuos dejados (o entre) los fragmentos de filtración o el módulo de filtro.

Un método para mejorar la pureza química y biológica de un vapor de agua de vertidos incluye sorber contaminantes del agua dirigiendo el flujo del agua por intersticios de una multitud de fragmentos macroscópicos, irregulares, que son sorbentes de los contaminantes, por ej., fragmentos del tipo discutido anteriormente. En el método, los fragmentos incluyen un compuesto antimicrobiano... [Seguir leyendo]

1. Un medio (510) de filtro tanto para sorber contaminantes químicos de agua de vertidos como reducir la proliferación de organismos microbianos, que emplea una multitud de fragmentos (130) capaces de sorber contaminantes químicos del agua, estando constituidos los fragmentos por un copolímero de estireno, butadieno y estireno o copolímero de bloque estirénico hidrogenado hidrófobo, sorbente de aceite, en una matriz (390) de polímero hidrófobo formado a partir de monómero de etileno, propileno y dieno o monómero de etileno y propileno caracterizado por que se injerta un material antimicrobiano al polímero ya mencionado de la matriz (390) y/o al copolímero ya mencionado en la matriz (390) .

2. Un medio de filtro según la reivindicación 1, en el que el material antimicrobiano es injertado a una porción del polímero ya mencionado de la matriz (390) y a una porción del copolímero ya mencionado en la matriz (390) .

3. Un medio de filtro según cualquier reivindicación precedente, en el que el material antimicrobiano es un compuesto de organosilano no susceptible de auto-condensación en agua.

4. Un medio de filtro según cualquier reivindicación precedente, en el que los fragmentos son objetos conformados de manera irregular con dimensiones de aproximadamente 1 a 2 cm de un extremo a otro.

5. Un método para mejorar la pureza química y biológica de una corriente de agua de vertidos que contiene contaminantes, incluyendo el método dirigir el flujo de la corriente de agua de vertidos por intersticios de una multitud de fragmentos (130) hidrófobos, sorbentes de contaminantes, macroscópicos, irregulares, de un medio de filtro según cualquier reivindicación precedente, según lo cual uno o más contaminantes fijados como objetivo se sorben del agua de vertido y se reduce la proliferación de organismos microbianos.

6. Un método según la reivindicación 5, en el que los fragmentos se emplean en una tubería.

7. Un método según la reivindicación 5, en el que los fragmentos se emplean en un cartucho de filtración.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, incluyendo soportar los fragmentos (130) alrededor de una cavidad abierta dentro de un módulo (310; 500) de filtro.

9. Un sistema de filtro que comprende:

(a) una multitud de fragmentos (130) macroscópicos, irregulares, que forman un medio (510) de filtro según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y

(b) un módulo (310; 500) de filtro que soporta los fragmentos adyacentes a una abertura; según lo cual el sistema de filtro es capaz de tanto sorber aceite de agua que pasa en contacto con los fragmentos por la abertura como reducir la proliferación de organismos microbianos.

10. Un sistema de filtro según la reivindicación 9, en el que el módulo (500) de filtro comprende un cartucho (540) que contiene una cantidad de medio (510) de filtro, teniendo el cartucho una primera abertura (530) y una segunda abertura (520) .

11. Un sistema de filtro según la reivindicación 10, en el que la primera y segunda abertura están en extremos opuestos del cartucho (540) .

12. Un sistema de filtro según la reivindicación 9, en el que el sistema de filtro comprende un tanque (310) con un fondo (340) perforado y una cesta (320) con un tamiz, según lo cual se forma un compartimento entre dicha cesta y dicho tanque, en el que los medios de filtro que contienen los fragmentos (130) están situados en dicho compartimento y en el que el tanque (310) , la cesta (320) y el fondo (340) perforado están dispuestos de manera relativa a fin de que el agua de vertido entre en el tanque (310) , pase por dicho tamiz de la cesta (320) , en la cantidad de medios de filtro que incluye los fragmentos (130) y salga del tanque (310) por el fondo (340) perforado.

13. Un sistema de filtro según la reivindicación 9 ó 12, en el que el módulo (310; 500) de filtro soporta los fragmentos alrededor de una cavidad abierta.

14. Un método (400) para fabricar un medio de filtro, teniendo el medio de filtro propiedades sorbentes de contaminantes y antimicrobianas, incluyendo el método:

(a) irrigar (450) una multitud de gránulos de polímeros sueltos, con una disolución (430) que contiene un compuesto antimicrobiano, en el que sustancialmente todas las superficies de cada gránulo individual se exponen a la disolución;

(b) en el que el compuesto antimicrobiano, por una parte, y los gránulos de polímeros, por otra parte, son reactivos juntos a fin de que se injerte el compuesto antimicrobiano a los gránulos;

(c) en el que los gránulos están constituidos por copolímero de estireno, butadieno y estireno o copolímero de bloque

estirénico hidrogenado y son sustancialmente fóbicos a agua y a la disolución y

(d) conformar (470) la multitud de gránulos en fragmentos de medio de filtro constituido por el copolímero de estireno, butadieno y estireno o copolímero (410, 380) de bloque estirénico hidrogenado en una matriz (420, 390) de polímero hidrófobo formado a partir de monómero de etileno, propileno y dieno o monómero de etileno y propileno.

15. Un método según la reivindicación 14, que incluye formar un bloque coherente de medios de filtro de fragmentos de medios que lleguen a aglomerarse al tiempo que estén suficientemente calientes para establecer enlaces moleculares entre fragmentos, en el que los fragmentos se alimentan directamente a partir de un procedimiento de generación de calor en una forma y permitir después que se enfríe dentro de la forma.

16. Un método según la reivindicación 14 ó 15, que incluye: 10 (a) sustancialmente secar (460) los gránulos de polímeros irrigados con disolución y

(b) extruir (470) los gránulos de polímeros para formar fragmentos de medios de filtro.

17. Un método según la reivindicación 14, 15 ó 16, en el que la disolución (450) se prepara por disolución en agua de una cantidad de un compuesto de organosilano no susceptible de auto-condensación en agua.

18. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en el que irrigar los gránulos con la disolución (450)

incluye sumergir los gránulos en un volumen estático de la disolución (450) durante un periodo de tiempo predeterminado.

19. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en el que:

(a) los gránulos irrigados consisten sustancialmente en una mezcla de:

(1) gránulos de copolímero de estireno, butadieno y estireno o de bloque estirénico hidrogenado y 20 (2) gránulos de polímero formados de monómero de etileno, propileno y dieno o monómero de etileno y propileno,

(b) los gránulos de polímero formados a partir de monómero de etileno, propileno y dieno o monómero de etileno y propileno comprenden aproximadamente 10-30% de la mezcla, en peso y

(c) los gránulos de copolímero de estireno, butadieno y estireno o de bloque estirénico hidrogenado están constituidos por aproximadament.

2. 45% de estireno y están en el intervalo de malla de aproximadamente 4-24.