Procedimiento de tratamiento de un líquido por flotación inducida por partículas flotantes.

Procedimiento de tratamiento de un líquido por flotación inducida por partículas flotantes,

que comprende unaetapa de mezcladura en el transcurso de la cual dichas partículas flotantes son añadidas a dicho líquido, una etapade flotación en el transcurso de la cual dichas partículas flotantes se elevan hasta la superficie del líquido, y unaetapa de separación de dichas partículas flotantes así elevadas a la superficie del líquido tratado,estando caracterizado dicho procedimiento porque al menos algunas de dichas partículas flotantes presentan almenos un material polímero floculante fijado sobre toda o parte de su superficie, no incluyendo dicho procedimientoademás ninguna etapa de adición de gases y ninguna etapa de adición de un material floculante libre no fijado adichas partículas.

Procedimiento de tratamiento de un líquido por flotación inducida por partículas flotantes Campo de la invención El campo de la invención es el del tratamiento de aguas con la finalidad de su depuración o su potabilización. La invención se refiere más particularmente al tratamiento por flotación de aguas que contienen materias disueltas y/o en suspensión

Estado de la técnica anterior

Los líquidos o aguas contaminadas pueden contener materias en suspensión (partículas, algas, bacterias, etc.) y material disueltas (materias orgánicas, micro-contaminantes, etc.) . Existen en el estado de la técnica diversas técnicas de tratamiento de las materias en suspensión que tienen por objetivo disminuir las proporciones de estos contaminantes.

Entre estas técnicas, se pueden citar la decantación y la flotación.

La decantación es un procedimiento de separación que se aplica a partículas cuya densidad es superior a la del líquido que los contiene, mientras que la flotación es un procedimiento de separación que se aplica a partículas cuya densidad es inferior ala del líquido que las contiene.

El tratamiento de aguas por flotación presenta numerosas ventajas con respecto al tratamiento por decantación.

Una primera ventaja es que la velocidad de tratamiento de un agua por flotación es superior a la velocidad de tratamiento por decantación habitual.

Otra ventaja es que el tratamiento por flotación permite alcanzar una mejor eliminación de las algas con respecto al tratamiento por decantación par un caudal de agua a tratar superior.

La calidad bacteriológica de un agua tratada por flotación es superior a la obtenida por decantación. La calidad bacteriológica está asociada en sí a la presencia de microorganismos (bacterias, virus, parásitos) . Por tanto, el tratamiento por flotación conduce a una mejor eliminación de los microorganismos (Cr y ptosporidie, Giardia) con respecto al tratamiento por decantación.

Además, otra ventaja del tratamiento por flotación está ligado al hecho de que permite reducir el volumen de lodos producidos.

Entre los procedimientos de flotación, se distinguen:

- la flotación natural, en la que la diferencia de densidad entre la materia en suspensión y el agua que la contiene es naturalmente suficiente para permitir su separación (la materia flota en la superficie del agua) :

-la flotación asistida, que consiste en utilizar una insuflación de burbujas de aire en el interior de la masa líquida para mejorar la separación de las partículas naturalmente flotables;

- la flotación provocada en la que la densidad de la materia en suspensión es al comienzo superior a la del agua que la contiene y es artificialmente reducida gracias a burbujas de gas. En efecto, ciertas partículas sólidas o líquidas pueden unirse a burbujas de gas para formar conexiones “partícula-burbuja” menos densas que el agua que las contiene.

La flotación por aire disuelto (FAD) es un procedimiento de flotación provocada que utiliza burbujas muy finas o microburbujas de 40 a 70 micrómetros de diámetro. Generalmente comprende una asociación de diferentes etapas:

- una coagulación con el fin de neutralizar las cargas superficiales de los coloides y la adsorción de las materias disueltas;

- una floculación, por medio de un material polímero floculante que permite la aglomeración de las partículas;

- una inyección de agua presurizada que permite poner en contacto las microburbujas con el agua floculada;

- una separación que permite la separación del agregado y el líquido clarificado;

- una recogida del líquido clarificado;

- una recogida de los “agregados” flotados.

La técnica FAD se aplica tradicionalmente a aguas de buena calidad y débilmente mineralizadas, a aguas frías y con poco contenido de materias en suspensión y, muy particularmente, a las aguas retenidas con elevado contenido de algas. Esta técnica ha sido ensayada hace tiempo y es constantemente mejorada.

Entre las numerosas mejoras que han sido realizadas, se pueden citar:

- la FFAD (Filtración/Flotación de aire disuelto) , que combina la técnica FAD con una filtración sobre un material granular;

- la ozonoflotación, una técnica desarrollada por el grupo Veolia, que utiliza burbujas de aire ozonado. El ozono es ventajosamente utilizado para la desinfección (es decir, la destrucción de microorganismos) , la eliminación de olores, de sustancias químicas y de otros contaminantes (hierro, manganeso o plaguicidas) presentes en las aguas que van a ser tratadas;

- la flotación turbulenta (patente US 5.516.433) que utiliza en la base de la zona de flotación, elementos de control y reparto de caudal que permiten obtener un régimen hidráulico estable.

No obstante, a pesar de estas diferentes mejoras, la tecnología del tratamiento por flotación presenta todavía un cierto número de inconvenientes.

Los procedimientos de FFAD, de ozonoflotación y de flotación turbulenta tienen en común seis inconvenientes:

- la velocidad de flotación está limitada por el pequeño tamaño de las burbujas;

- el rendimiento de eliminación de las partículas y de las materias coaguladas no permite alcanzar directamente la calidad del agua exigida a la salida de la línea;

- la complejidad del procedimiento que requiere gran cantidad de aporte mecánico (saturador de aire, bomba de recirculación, raspador) ;

- el coste de la presurización necesaria para producir el agua de retorno recirculada se estima en un 40% del coste de funcionamiento;

- su aplicación limitada a fuentes de agua de buena calidad y débilmente mineralizadas, a las aguas frías y con poco contenido de materias en suspensión, y muy particularmente a las aguas retenidas con elevado contenido de algas;

- una parte no despreciable del material polímero floculante inyectado en las aguas no participa en la formación de los agregados y permanece disuelta en las aguas, provocando así una aceleración de la obstrucción de los filtros colocados en dirección descendente.

Además, la introducción de aire es un inconveniente principal que limita la velocidad de filtración en las estructuras acopladas al filtro de tipo FFAD. En efecto, una velocidad excesiva conduce rápidamente a una embolia gaseosa del filtro asociado e incluso, en el caso en que la filtración esté separada de la flotación en una segunda etapa del pretratamiento del agua, la embolia gaseosa es de temer.

Una parte de estos inconvenientes se elimina mediante la utilización de la técnica de flotación inducida por partículas flotantes. Este procedimiento es descrito en el documento de patente US 6.890.431 B1 que prevé la utilización de partículas flotantes sólidas en un procedimiento de flotación y una recirculación de dichas partículas en el sistema de flotación después del lavado.

Más precisamente, el documento US 6.890.431 B1 divulga un procedimiento y un sistema para la clarificación de fluidos, comprendiendo la instalación involucrada:

- una cámara de mezcladura para mezcla el fluido con un coagulante;

- una cámara de floculación que comunica con la cámara de mezcladura y en la que un reactivo floculante y un medio flotante se mezclan con la mezcla de fluido-coagulante obtenida en la cámara de mezcladura;

- una cámara de flotación que comunica con la cámara de floculación y en la que un lodo que incluye el medio flotante asociado a una parte de las materias en suspensión que van a ser eliminadas es separado del líquido clarificado;

- una unidad de rehabilitación del medio flotante, que comunica con la cámara de flotación y con la cámara de floculación y en la que el medio flotante es lavado de materias en suspensión que están asociados al mismo;

- una línea de reciclado para reciclar los medios flotantes lavados en la cámara de floculación.

La patente DE2748652B1 describe otro procedimiento de tratamiento de un líquido por flotación inducida por partículas flotantes realizadas de un material polímero, que comprende una etapa de mezcla y la adición de las partículas flotantes, una etapa de flotación sin adición de gas y una etapa de separación, seguidas de las etapas de limpieza y reciclaje de las partículas flotantes. Las partículas flotantes pueden ser tratadas para hacerlas hidrófobas.

Sin embargo, un inconveniente de este tipo de técnica consiste en el hecho de que una parte del material floculante permanece disuelto en el agua y susceptible de obstruir las estructuras de filtración dispuestas en dirección descendente. Además, el... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de un líquido por flotación inducida por partículas flotantes, que comprende una etapa de mezcladura en el transcurso de la cual dichas partículas flotantes son añadidas a dicho líquido, una etapa de flotación en el transcurso de la cual dichas partículas flotantes se elevan hasta la superficie del líquido, y una etapa de separación de dichas partículas flotantes así elevadas a la superficie del líquido tratado,

estando caracterizado dicho procedimiento porque al menos algunas de dichas partículas flotantes presentan al menos un material polímero floculante fijado sobre toda o parte de su superficie, no incluyendo dicho procedimiento además ninguna etapa de adición de gases y ninguna etapa de adición de un material floculante libre no fijado a dichas partículas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material polímero floculante es un polímero catiónico o aniónico débil.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al menos un material distinto de dicho material polímero floculante es igualmente fijado a dichas partículas.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho material distinto es un material adsorbente.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho material distinto presenta grupos químicos o biológicos destinados a la eliminación de ciertos contaminantes específicos de dicho líquido que va a ser tratado.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque dichos grupos químicos son escogidos entre el grupo constituido por los grupos hidroxilo, aldehído, carbinilo, carboxilo, amino, amido, sulfhidrilo, éster, fosfato, metilo o fenilo.

7. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque dichas moléculas biológicas son escogidas entre el grupo constituido por polipéptidos y ácidos nucleicos.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichas partículas flotantes son realizadas de un material polímero escogido entre el grupo constituido por poliestirenos, poliuretanos, polietilenos o poliamidas.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque dichas partículas flotantes están constituidas por bolitas de poliestireno que presentan un diámetro comprendido entre 100 y 1500 μm.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dichas partículas flotantes son huecas y de un material escogido entre el grupo constituido por vidrio, materiales cerámicos y metales.

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque dicho material polímero floculante y/o dicho otro material se presentan en la forma de un revestimiento alrededor de dichas partículas flotantes.

12. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque dicho material polímero floculante y/o dicho otro material son injertados sobre dicho material sintético que constituye dichas partículas flotantes.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque comprende una etapa de reciclaje de las partículas flotantes.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque comprende una etapa de limpieza de las partículas flotantes llevada a cabo antes de dicha etapa de reciclaje.