Procedimiento de tratamiento de agua por ósmosis inversa que incluye una descarbonatación de un concentrado y una remineralización de un filtrado.

Procedimiento de tratamiento de un agua residual urbana y/o industrial con el fin de debilitar el efecto alteradorendocrino y/o el efecto tóxico y/o el efecto genotóxico y eliminar los microorganismos patógenos que comprendenuna etapa de oxidación por el ozono y una etapa de desinfección por radiación UV de longitud de onda comprendidaentre 185 y 350 nm,

caracterizado por que dicha etapa de oxidación por el ozono se efectúa en un mezcladorestático en una dosis de ozono baja inferior a la demanda de ozono de dicho agua, porque dicha etapa de oxidaciónpor el ozono va inmediatamente seguida de dicha etapa de desinfección por radiación UV y porque comprende unaetapa de control de dicha dosis de ozono empleada en dicho agua durante dicha etapa de oxidación que incluye lamedida de al menos un parámetro representativo de la calidad del agua, estando dicha medida efectuada sobre elagua que se debe tratar y/o sobre el agua que haya sido sometida a dicha etapa de oxidación por el ozono y antesde su desinfección por radiación UV, destinando dicha etapa de control de dicha dosis de ozono a mantener éstaentre 0,05 y 0,5 miligramo de ozono por miligramo de la demanda química de oxígeno (DQO).

Procedimiento de tratamiento de agua por ósmosis inversa que incluye una descarbonatación de un concentrado y una remineralización de un filtrado Ámbito de la invención El ámbito de la invención es el del tratamiento de las aguas residuales cualquiera que sea el origen urbano o industrial.

Más concretamente, la invención se refiere a un procedimiento y a una instalación para el tratamiento de tales aguas con el fin de debilitar e idealmente, de eliminar, el efecto alterador endocrino y/o el efecto tóxico y/o el efecto genotóxico y garantizar la desinfección por la eliminación de los microorganismos patógenos.

Estado de la técnica anterior

Los procedimientos de tratamiento de las aguas residuales urbanas y/o industriales del estado de la técnica permiten degradar la parte esencial de la contaminación orgánica contenida en éstas. No obstante, la mayoría de los procedimientos actuales tienen por objetivo disminuir la concentración de los distintos compuestos orgánicos contenidos en estas aguas, sin tener en cuenta la eventual producción de subproductos de degradación. Los compuestos orgánicos residuales y tales subproductos de degradación pueden tener efectos biológicos aditivos, sinérgicos o antagónicos que no se reflejan por un simple valor de su concentración en el agua.

Algunos de estos compuestos orgánicos denominados “alteradores endocrinos” o “sustancias con efecto alterador endocrino”, se revelaron tóxicos para las especies vivas expuestas, en particular, sobre los organismos acuáticos de los medios receptores de los vertidos de estación de depuración. Están constituidos por moléculas naturales o fabricadas por el hombre que poseen propiedades hormono-miméticas: se vinculan con receptores de hormonas naturales e interfieren así con uno o varios procesos hormonales que controlan por ejemplo el comportamiento, la síntesis de proteínas, la secreción, el transporte de moléculas, la reproducción y otros procesos vitales. Sus efectos tóxicos, o incluso genotóxicos, pueden impactar sobre el organismo de un individuo expuesto pero también sobre la descendencia de un individuo expuesto.

Con el deseo de conservación del medio ambiente, y corolariamente de conservación de la salud humana, la disminución de este efecto alterador endocrino y/o de los efectos tóxicos y genotóxicos en las aguas urbanas y/o industriales se convirtió en un objetivo importante de los procedimientos de tratamiento de éstas.

Uno de los objetivos de estos tratamientos es, por lo tanto, la eliminación de la materia orgánica. En el marco de procesos de desinfección generalmente empleados al final de sectores, además de la eliminación de microorganismos patógenos, la eliminación de estas sustancias orgánicas es forzada lo más lejos posible.

El estado de la técnica anterior propone distintos procedimientos de desinfección de las aguas que emplean compuestos clorados, ozono, radiaciones ultravioletas…

En particular, el estado de la técnica propone técnicas de oxidación química, empleando en particular el ozono, permitiendo debilitar a la vez el contenido en microcontaminantes y en microorganismos.

Lo más corriente de estas técnicas es emplear reactores que se presentan en forma de columnas de contacto (“contactores”) en las cuales transita el agua que se debe tratar y que están provistos en su base de elementos porosos que permiten la difusión en ésta de burbujas de aire u de oxígeno ozonado.

Con el fin de permitir la oxidación eficaz de la materia orgánica, es necesario prever en estas columnas un tiempo de contacto suficientemente largo del agua que se debe tratar con el ozono. La eficacia de la transferencia de masa que aumenta con la altura de la columna, la altura útil económicamente óptima de tales columnas es a menudo en la práctica de aproximadamente de 4 a 5 m.

Para alcanzar las normas sanitarias prescritas para la potabilización del agua o el derrame en zona sensible como las zonas de baños o de pesca, es necesario emplear dosis de ozono importantes. En la práctica, el ozono se difunde en el agua tratada a razón de una tasa de tratamiento comprendida entre 5 y 30 mg de ozono por litro dependiendo de la calidad del efluente.

Igualmente, se conoce en el estado de la técnica desinfectar el agua empleando lámparas que emiten una radiación ultravioleta (UV) de longitud de onda comprendida entre 185 y 350 nm y más generalmente a 254 nm. Dicha utilización de las radiaciones UV (emitida por todos los tipos de fuentes de irradiación, en particular, las lámparas, diodos electroluminiscentes, tecnología de microondas o excímero) permite debilitar mucho el contenido de las aguas en microorganismos, y, en particular, en microorganismos patógenos (bacterias, virus, organismos unicelulares) pero no permite eliminar un eventual efecto alterador endocrino presente en el agua sucia. No obstante, la eficacia de las radiaciones UV se limita mucho en el caso de aguas que se deben tratar que presenten una elevada turbiedad, unida a la absorción de las radiaciones UV por el medio y/o una reflexión unida a la

presencia de partículas.

Con el fin de mejorar el efecto desinfectante de las radiaciones UV, se conoce efectuar en una primer instancia una oxidación forzada por el ozono para mejorar la calidad de las aguas y aumentar así la transmisión de la luz UV, (más específicamente a 254 nm) del agua, luego efectuar una irradiación UV para eliminar los microorganismos que hayan resistido a la acción del ozono.

En particular, la solicitud de patente europea nº 1.320.513 describe un procedimiento de tratamiento de aguas que acoplan una etapa de irradiación UV seguida de una etapa de oxidación con ozono que emplea contenidos bajos en ozono (entre 0, 1 y 15 g/m3, y preferentemente entre 5 y 10 g/m3) , el procedimiento en cuestión destinado a debilitar el contenido de estas aguas en microorganismos y en microcontaminantes considerados como alteradores endocrinos.

Esta técnica presenta no obstante el inconveniente de necesitar el empleo bien sea de un filtro de arena entre los medios de inyección de ozono en agua y el dispositivo de irradiación UV, o bien de columnas de ozonización que imponen la utilización de medios de desgasificación entre dichas columnas y el dispositivo de irradiación UV para evacuar las burbujas de gas que podrían perjudicar, según los autores, a la eficacia del dispositivo de desinfección UV.

Tales columnas de ozono presentan los inconvenientes de ser costosas para emplear y de ocupar un lugar importante.

Los filtros de arena presentan por su parte los inconvenientes de ser también voluminosos y tener que desatascar regularmente.

Dicho procedimiento necesita, por lo tanto, obras de grandes dimensiones, costosas, consumidoras de energía y de espacio.

La solicitud de patente japonesa nº JP2001-129572 describe un procedimiento de tratamiento de un agua usada industrial con el fin de debilitar el efecto alterador endocrino, comprendiendo el procedimiento una etapa de oxidación por el ozono efectuada en un reactor de ozonización inmediatamente seguida de una etapa de desinfección por radiación UV de longitud de onda comprendida entre 185 y 350 nm efectuada en una unidad de desinfección UV.

Objetivos de la invención El principal objetivo de la invención consiste en proponer un procedimiento que permite la eliminación parcial de los microcontaminantes, y más concretamente la disminución del efecto alterador endocrino, y/o del efecto tóxico y/o del efecto genotóxico aportado por algunos compuestos orgánicos o por sus subproductos de degradación o de transformación, liberándose de los inconvenientes vinculados a elevadas tasas de tratamiento de ozono, y a la utilización de columnas de ozonización y de una etapa de filtración de tipo granular (arena, carbón, zeolita, turba…) .

En otras palabras, uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un procedimiento de tratamiento de las aguas residuales compacto en el cual la operación de puesta en contacto del ozono con las aguas que se deben tratar no genera concentración residual de ozono detectable por los medios de medida existentes. La tasa de tratamiento empleado sigue siendo inferior a la demanda inmediata en ozono.

Un objetivo de la presente invención consiste en describir dicho procedimiento que permite concomitantemente con un procedimiento UV desinfectar las aguas tratadas, es decir, debilitar su contenido en microorganismos patógenos.

La invención tiene también por objetivo proporcionar una instalación para el empleo de dicho procedimiento, que permite a elevado rendimiento reducir considerablemente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de un agua residual urbana y/o industrial con el fin de debilitar el efecto alterador endocrino y/o el efecto tóxico y/o el efecto genotóxico y eliminar los microorganismos patógenos que comprenden una etapa de oxidación por el ozono y una etapa de desinfección por radiación UV de longitud de onda comprendida entre 185 y 350 nm, caracterizado por que dicha etapa de oxidación por el ozono se efectúa en un mezclador estático en una dosis de ozono baja inferior a la demanda de ozono de dicho agua, porque dicha etapa de oxidación por el ozono va inmediatamente seguida de dicha etapa de desinfección por radiación UV y porque comprende una etapa de control de dicha dosis de ozono empleada en dicho agua durante dicha etapa de oxidación que incluye la medida de al menos un parámetro representativo de la calidad del agua, estando dicha medida efectuada sobre el agua que se debe tratar y/o sobre el agua que haya sido sometida a dicha etapa de oxidación por el ozono y antes de su desinfección por radiación UV, destinando dicha etapa de control de dicha dosis de ozono a mantener ésta entre 0, 05 y 0, 5 miligramo de ozono por miligramo de la demanda química de oxígeno (DQO) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho parámetro es un parámetro físico-químico representativo de la calidad del agua y/o un parámetro biológico que forma parte del efecto alterador endocrino, tóxico o genotóxico con la ayuda de un material biológico.

3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que dicha etapa de control de la dosis de ozono empleada en dicho agua durante dicha etapa de oxidación incluye la medida de dicho parámetro sobre el agua que se debe tratar y sobre el agua que haya sido sometida a dicha etapa de oxidación.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dicha etapa de control de la dosis de ozono empleada en dicho agua durante dicha etapa de oxidación se efectúa automáticamente.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que comprende una etapa complementaria de control de la dosis de radiación UV dispensada en dicha etapa de desinfección, que incluye la medida de al menos un parámetro físico-químico u óptico representativo de la calidad del agua.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que dicho parámetro es un parámetro físico-químico representativo de la calidad del agua y/o un parámetro biológico que forma parte del efecto alterador endocrino, tóxico o genotóxico con la ayuda de un material biológico.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que comprende una etapa de control del efecto alterador endocrino y/o del efecto tóxico y/o del efecto genotóxico, empleando dicha etapa de control un captador biológico que mide al menos un parámetro representativo de dichos efectos del agua a tratar por una parte y del agua que procede de dicha etapa de ozonización por otra parte.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que dicha etapa de control de la dosis de ozono tiene por objeto mantener dicha dosis de ozono en aproximadamente 0, 1 miligramo de ozono por miligramo de DQO.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que se emplea dicha etapa de desinfección por radiación UV en una dosis inferior a 1000 J/m2.

10. Instalación de tratamiento de un agua residual urbana y/o industrial para el empleo del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 que comprende medios de suministro de un agua que se debe tratar (1) , medios de suministro (2) de ozono, al menos un reactor de ozonización, al menos una unidad de desinfección por radiación UV (4) y medios de evacuación del agua tratada (5) , caracterizada porque dicho reactor de ozonización es un mezclador estático (3) , porque comprende:

medios (6) que permiten transportar directamente el agua procedente del mezclador estático (3) a dicha unidad de desinfección UV (4) y

al menos un captador físico-químico (7) que permite medir al menos un parámetro físico o químico representativo del contenido en DQO del agua que se debe tratar y/o del agua que sale de dicho mezclador estático.

11. Instalación según la reivindicación 10, caracterizada por que dicho captador físico-químico es un captador que indica la DQO y/o la transmisión UV a 254 nm.

12. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 10 ó 11, caracterizada por que dichos medios de suministro del agua que se debe tratar, dicho mezclador estático, dicha unidad de desinfección UV, dichos medios que permiten transportar directamente el agua procedente del reactor de ozonización a dicha unidad de desinfección UV y medios de evacuación del agua tratada están previstos en línea compacta según una concepción denominada “de fábrica de tubo”.

13. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada por que comprende al menos un captador biológico de al menos un parámetro representativo del efecto alterador endocrino y/o del efecto tóxico y/o del efecto genotóxico del agua en curso de tratamiento que sale de dicho mezclador estático.

14. Instalación según la reivindicación 13, caracterizada por que dicho captador biológico se elige del grupo constituido por los captadores biológicos que emplean renacuajos, peces, microorganismos y captadores biológicos que emplean líneas celulares humanas o animales.

Coniformes totales Valores medios (n = 7) Coniformes termotolerantes Enterococos

Ensayo gérmenes (n.100-1 ml

Salida STEP + O3/IJV Salida STEP + IJV Salida STEP + O3 Salida STEP

Salida media STEP

Salida STEP + O3/IJV Salida STEP + IJV Salida STEP + O3 Salida STEP Salida STEP media Salida STEP + O3/IJV Salida STEP + IJV Salida STEP + O3 Salida STEP Salida media STEP