Utilización de un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales como agentes coagulantes-floculantes para la producción de agua potable.

Utilización de un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales en proporciones de entre 45 a 95 % en peso de arcillas;

y entre 4 y 55% en peso de carbonatos minerales, habiendo sido modificado dicho producto mineral mediante un tratamiento seleccionado entre un tratamiento térmico a una temperatura comprendida entre 20 y 1200 ºC durante un tiempo comprendido entre 10 segundos y 24 horas y/o un tratamiento con un producto químico seleccionado entre un ácido inorgánico, un ácido orgánico, una o más sales de ácidos inorgánicos y una o más sales de ácidos orgánicos, como agente coagulante-floculante en combinación con policloruro de aluminio evitando el uso de poli dialildimentilamonio y poliacrilamidas, en un procedimiento para el tratamiento del agua destinada a la producción de agua de consumo humano mediante coagulación-floculación.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10004660.

Solicitante: SOCIEDAD ANONIMA MINERA CATALANO-ARAGONESA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CABALLERO LOPEZ,MIGUEL ANGEL, TOLOSA CORTES,JOSE IGNACIO, AGUAVIVA LADRERO,NURIA ISABEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C02F1/28 SECCION C — 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 absorción o adsorción (utilizando cambiadores de iones C02F 1/42; composiciones absorbentes o adsorbentes B01J).
  • C02F1/52 C02F 1/00 […] › por floculación o precipitación de las impurezas en suspensión.

PDF original: ES-2430347_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Utilización de un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales como agentes coagulantesfloculantes para la producción de agua potable.

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se encuadra dentro del campo del tratamiento del agua destinada a la producción de agua de consumo humano. Más específicamente, se refiere a un procedimiento de tratamiento del agua destinada a la producción de agua de consumo humano mediante coagulación-floculación que utiliza un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales, especialmente útil para la mejora tecnológica de dichos procesos de tratamiento.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR A LA INVENCIÓN

La depuración de aguas constituye uno de los campos que mayor desarrollo ha experimentado en los últimos años. La imposición de legislaciones cada vez más restrictivas por parte de las diferentes Administraciones, junto con una mayor concienciación por parte de la sociedad, ha hecho incrementar los esfuerzos en la búsqueda de sistemas adecuados de tratamiento y depuración. De particular importancia resulta el apartado concreto de los tratamientos destinados a la producción de agua de consumo humano.

La producción de agua de consumo humano puede constar de varios procesos dependiendo de la naturaleza e impurezas presentes en cada tipo de agua a tratar. Todos esos tratamientos son bien conocidos en el sector, siendo los procesos más comunes los de desinfección, filtración, coagulación-floculación y sedimentación.

Los procesos de coagulación-floculación buscan eliminar la materia en suspensión presente en el agua a tratar,

mejorando principalmente la turbidez del agua. Adicionalmente, se hace constar la existencia de regulaciones específicas respecto al empleo de sustancias para el tratamiento del agua destinada a la producción de agua de consumo humano, limitando las soluciones a adoptar; así, entre los coagulantes-floculantes autorizados figuran:

-Alginato de sodio

- Almidones modificados

- Alúmina granular activada -Aluminato de sodio -Bentonita (como coadyuvante de floculación) -Clorosulfato de hierro III, cloruro de aluminio, hidroxicloruro de aluminio e hidroxiclorosulfato de aluminio -Cloruro de aluminio y de hierro III e hidroxicloruro de aluminio y de hierro III

30. Cloruro de hierro III -Hierro recubierto con alúmina granular activada

- Poli dialildimetilamonio -Poliacrilamidas aniónicas y no iónicas

- Poliacrilamidas catiónicas

35. Poliaminas -Polihidroxicloruro de aluminio y polihidroxiclorosulfato de aluminio -Polihidroxiclorosilicato de aluminio

-Polihidroxisulfatosilicato de aluminio

-Silicato de sodio

-Sulfato de aluminio

-Sulfato de aluminio y de hierro (III)

-Sulfato de hierro II y

-Sulfato de hierro III

Las arcillas han sido propuestas para uso en procesos de depuración de aguas debido a algunas propiedades que presentan dichos materiales, tales como su alta porosidad, su elevada superficie específica y su elevada capacidad de intercambio catiónico, que les confieren su elevada capacidad de absorción y adsorción característica.

Se han estudiado arcillas tanto en forma natural como modificada. Con dichas modificaciones se ha buscado variar alguna de las características de la arcilla. Así, el tratamiento de las arcillas con ácidos inorgánicos provoca la limpieza del material y un aumento en la porosidad y en la superficie específica. También se consigue un aumento de la porosidad con el tratamiento térmico de las arcillas. El objetivo buscado ha sido la preparación de productos específicos para problemáticas concretas. A modo de ejemplo, el tratamiento de las arcillas con determinados reactivos orgánicos les confieren características hidrófobas, aprovechadas para la eliminación selectiva de contaminantes orgánicos.

Estos trabajos se han centrado sobre todo en el uso de las arcillas en tratamientos de aguas residuales provenientes de actividades industriales. Mucha menor atención parece haber tenido el estudio de la aplicación de estos materiales en los procesos de producción de agua de consumo humano.

Algunos ejemplos en la literatura científica ilustran el uso de arcillas en procesos de producción de agua de consumo humano:

- RU 2.210.425 propone un floculante producido por modificación de una arcilla con un copolímero de acrilamida en presencia de un reactivo alcalino.

- GB 2.364.047 A propone una composición consistente en un polisacárido y una sal metálica. Como ingredientes opcionales cita un agente desinfectante, una arcilla y un agente alcalino.

- US 5.154.834 A1 propone una mezcla de carbón activo, bentonita y un polímero floculante para la eliminación de halometanos, sus precursores, productos desinfectantes y otros contaminantes orgánicos.

- GB 2.200.350 propone un producto consistente en la obtención de un producto granulado mediante mezcla de caolín y un aditivo de tipo dolomítico y su posterior calcinación a 900-950º C.

-US 4.116.828 propone el uso de sepiolita y atapulgita como medios filtrantes para el tratamiento y depuración de aguas. Estas arcillas eliminan pesticidas, toxinas, hormonas, metales pesados y virus.

El objeto de la presente invención se refiere a un procedimiento de tratamiento del agua destinada a la producción de agua de consumo humano mediante coagulación-floculación que utiliza un producto mineral, conteniendo dicho producto mineral arcillas y carbonatos minerales. Dentro del listado de sustancias autorizadas normativamente se encuentran reflejados algunos carbonatos (carbonato de calcio, carbonato de calcio recubierto de dióxido de manganeso, carbonato de sodio y dolomita semicalcinada) como correctores de pH.

Dentro de la literatura científica también podemos encontrar algunos ejemplos representativos de sistemas que contienen carbonatos minerales en su composición en el tratamiento del agua destinada a la producción de agua de consumo humano:

-WO 2006/068496 A1 describe un agente para tratamiento de agua que elimina el cloro y no aporta mal sabor. Consta de dolomita, sales de ácidos carboxílicos y un elemento formador de gel que se une a las bacterias.

RU 2.182.562 propone un sistema electrolítico de depuración de agua. Se utilizan carbonatos (principalmente dolomita) como paso final para purificar y mineralizar el agua.

- WO 95/26932 propone un producto a base de carbonato cálcico procedente de fósiles marinos y un coagulante (cloruro de aluminio) como forma de eliminar algas y otros elementos en suspensión en tratamientos de obtención de agua potable.

- JP 7.178.389 propone una columna rellena de un carbonato dentro de un proceso de obtención de agua potable.

- US 5.198.114 propone un filtro de carbón activo y dolomita. La dolomita actuaría como un nutriente de las bacterias. Además proporcionaría un sabor ligeramente básico y aportaría calcio y magnesio al agua.

-JP 2.198.691 propone una mezcla de carbonato cálcico (procedente de fósiles marinos) tratado con plata y el mismo tipo de carbonato cálcico tratado a una temperatura de entre 100 y 800º C.

EP 1749798 A1 presenta la utilización de un producto mineral para la purificación de aguas residuales mediante tratamiento biológico aerobio o anaerobio. Dicho producto mineral se caracteriza por contener arcillas y carbonatos minerales.

EP 1533275 A1 presenta una composición para el tratamiento y purificación de aguas residuales contaminadas por la presencia de contaminantes orgánicos o inorgánicos mediante métodos fisicoquímicos en particular, o procesos combinados de neutralización, precipitación, floculación, coagulación y decoloración. La composición comprende una mezcla natural de dolomita y arcilla.

EP 1953119 A1 presenta una composición para la purificación de aguas útil para la eliminación de trazas de contaminantes nocivos, como la adición del ion arsénico para eliminar microorganismos tales como virus, bacterias y quistes para producir agua apta para el consumo humano. Según EP 1953119 A1 la composición comprende a) un agente coagulante que es una sal metálica inorgánica soluble con cationes trivalentes; b) un agente floculante que es un polímero soluble de un elevado peso molecular; c) un adsorbente que es un óxido insoluble en agua, hidróxido u oxo-hidróxidos de titanio, zirconio, hierro, cobre o zinc; y d) un biocida que es un compuesto halógeno.

De entre todos los floculantes utilizados destaca el uso de poliacrilamidas por la amplia gama de procesos donde es útil, su facilidad de manejo y su eficacia. No obstante, existe una tendencia normativa... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

– Utilización de un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales en proporciones de entre 45 a 95 % en peso de arcillas; y entre 4 y 55% en peso de carbonatos minerales, habiendo sido modificado dicho producto mineral mediante un tratamiento seleccionado entre un tratamiento térmico a una temperatura comprendida entre 20 y 1200 ºC durante un tiempo comprendido entre 10 segundos y 24 horas y/o un tratamiento con un producto químico seleccionado entre un ácido inorgánico, un ácido orgánico, una o más sales de ácidos inorgánicos y una o más sales de ácidos orgánicos, como agente coagulante-floculante en combinación con policloruro de aluminio evitando el uso de poli dialildimentilamonio y poliacrilamidas, en un procedimiento para el tratamiento del agua destinada a la producción de agua de consumo humano mediante coagulación-floculación.

– Utilización de un producto mineral según la reivindicación 1, caracterizada porque las arcillas comprendidas en el producto incluyen arcillas escogidas del grupo formado por sepiolita, paligorskita, esmectitas, ilita y sus mezclas.

– Utilización de un producto mineral según la reivindicación 2, caracterizada porque dichas arcillas están presentes en los siguientes porcentajes con respecto al peso total de la composición: sepiolita y/o paligorskita, entre un 5 y un 80 % (p/p) , esmectitas, entre un 5 y un 40 % (p/p) e ilita, entre un 0 y un 30 % (p/p) .

– Utilización de un producto mineral según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizada porque las esmectitas están seleccionadas del grupo formado por montmorillonita, beidellita, hectorita, nontronita, saponita, estevensita y sus mezclas.

- Utilización de un producto mineral según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dichos carbonatos minerales comprendidos en el producto están seleccionados del grupo formado por CaCO3, MgCO3, CaMg (CO3) 2, y sus mezclas.

- Utilización de un producto mineral según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el producto mineral incluye adicionalmente hasta un 20% en peso de minerales seleccionados del grupo formado por feldespatos, plagioclasas, mica, cuarzo, caolinita, talco, clorita, vermiculita, haloisita y sus mezclas, siempre respecto del peso total de la composición.

- Utilización de un producto mineral según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el producto puede presentarse como un producto poroso granular con tamaño de grano menor de 5 mm, preferentemente menor de 0, 6 mm, preferentemente menor de 150 µm, y preferentemente menor de 10 µm.

-Utilización de un producto mineral según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el producto mineral se utiliza como coadyuvante de coagulación-floculanción.

- Utilización de un producto mineral según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque en el procedimiento para el tratamiento de agua de consumo humano se usan adicionalmente agentes bactericidas, desincrustantes, correctores de pH, coagulantes-floculantes adicionales, decolorantes y sus mezclas.

- Utilización de un producto mineral según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la cantidad de producto mineral se encuentra entre 0, 05 y 50.000 mg /l en materia seca respecto de un litro del agua a tratar, destinada a la producción de agua de consumo humano.

- Utilización de un producto mineral según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el producto mineral se adiciona en forma sólida.

- Utilización de un producto mineral según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el producto mineral se adiciona en forma de suspensión líquida.


 

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