BR102014009951A2

BR102014009951A2 - eliminação do sulfato de sódio de água residual tratada biologicamente

Info

Publication number: BR102014009951A2
Application number: BR102014009951A
Authority: BR
Inventors: Carlos Eduardo Hurtado Gonzalez
Original assignee: Corn Products Dev Inc
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2015-11-17
Also published as: JP2014223619A; US20160221851A1; AU2014202240B2; KR20140128272A; AR096114A1; CN104118961B; KR102248622B1; EP2796418A1; MX2014005015A; JP6376825B2; BR102014009951B1; EP2796418B1; CN104118961A; US9908801B2; MX358718B; US20170088451A9; AU2014202240A1

Abstract

eliminação de sulfato de sódio de água residual tratada biologicamente. a aplicação refere-se a um processo que compreende: tratar uma corrente de água residual em um biorreator de membrana, tratar o efluente da etapa anterior em um trocador de íon catiônico, e tratar o efluente da etapa anterior em um filtro de nanomembrana.

Description

ELIMINAÇÃO DO SULFATO DE SÓDIO DE ÁGUA RESIDUAL TRATADA

BIOLOGICAMENTE

INTRODUÇÃO [0001] O processo de produção de hidroxipropilamido usa o sulfato de sódio para melhorar a eficiência da reação e para proteger o amido de gelificação a altos niveis de titulação e óxido de propileno. A água residual que resulta da produção de hidroxipropilamido contém altas concentrações de material orgânico e sulfato de sódio assim sendo raramente resistente aos processos de tratamento de água residual. O sulfato de sódio não pode ser degradado através do processo biológico e não termina no afluente. Na China, Austrália, Tailândia, Brasil, e outros países existem limites estritos de sulfato na água residual. Não há atualmente um método comercial capaz de remover economicamente o sulfato desta água residual. [0002] Métodos baratos para remoção de íons da água por precipitação de cal ou calcário falham devido a alta solubilidade de sais de sulfato na água. Por exemplo, a concentração do equilíbrio de sulfato calculada a partir da constante de solubilidade do sulfato de cálcio é aproximadamente 1.500 mg/L. Este é um valor muito mais elevado do que o padrão de 500 mg/L para a água residual na China ou padrão secundário da EPA dos EUA de 250 mg/L para a água potável. A precipitação de sulfato pode ser realizada utilizando reagentes que formam mais sais insolúveis do que sulfato de cálcio. Por exemplo, a adição de carbonato de bário ou carbonato de estrôncio irá resultar na precipitação do sulfato de bário ou sulfato de estrôncio, respetivamente. Este método de remoção do sulfato não é tipicamente utilizado devido ao custo elevado dos reagentes e à preocupação sobre a toxicidade de metal pesado. [0003] A remoção do sulfato utilizando o aluminato de cálcio ("processo Walhalla") tem sido sucedida em aplicações limitadas. Os processo funciona melhor com niveis de sulfato de 500 mg/L a 5.000 mg/L e com concentrações do sódio de menos do que 500-1.000 mg/L. O processo de Walhalla é um processo de três passos que envolve a precipitação do cal, precipitação do aluminato de cálcio a pH 11,2 com consumo do cal, e precipitação de carbonação de pós precipitação/carbonato de cálcio com dióxido de carbono. Os altos custos de operação são parcialmente devido ao elevado custo do reagente de aluminato de cálcio. [0004] A remoção do ion sulfato utilizando a troca iônica com uma resina de troca aniônica de base fraca é tanto cara quanto pouco prática devido a incrustações orgânica da resina de troca aniônica com a água residual que tem uma alta demanda quimica de oxigênio ou DQO. As capacidades de troca iônica mais baixas para o ion sulfato destas resinas igualmente fazem isto uma escolha pouco prática. A tecnologia de membrana, particularmente membranas de nanofiltração, tem sido mostrada ser muito eficaz na remoção do ion sulfato. Os ions metálicos de sulfato podem ser separados da água residual na corrente de retentado, tipicamente, aproximadamente, 98-99% dos ions do sulfato são rejeitados pelas membranas de nanofiltração. Entretanto, outra vez rápida incrustação da membrana de nanofiltração com a água residual que tem uma alta demanda química de oxigênio ou DQO faz isto uma escolha pouco prática. [0005] Masaru et al. Na FR 2556 980 Al ensina o tratamento do líquido e fermentação da lisina com uma resina da troca catiônica do tipo sal, fortemente ácida, passando este efluente através de uma membrana semipermeável tal como um ultrafiltro, concentrando-se utilizando uma membrana de osmose reversa, e então eletrodiálise para remover 91% do material inorgânico, incluindo sulfato, da corrente de água residual. Green et al. na WO 00/00273 Al ensina um processo em que uma alimentação que contem íons e sulfato dissolvidos é sujeita à filtração de membrana, o primeiro retentado é sujeito a um processo de precipitação, e o sobrenadante é sujeito a uma filtração de membrana adicional. Sumio na JP 54-069578 A ensina o tratamento da água residual da batata ou da fabricação do amido passando a água residual através de um meio de filtro feito de cobre com um número de aberturas, por exemplo, pano de tecido ou não tecido, ou rede, e tratamento com uma membrana semipermeável. Gawaad et al., ARPN J. Eng. Appl. Sei., 6(11), 1-6, 2011 avaliou uma nanomembrana e uma membrana de osmose reversa para concentração da água residual para recuperar o sulfato de sódio para reutilização. Hendrix et al. na Patente dos Estados Unidos N2 5.346.620, emitida em 13 de setembro de 1994 ensinam o tratamento da água residual removendo o sulfato de sódio, pré-tratamento bacteriano para reduzir inicialmente o teor e COT e subsequentemente à desnitrificação do pré-tratamento seguido por nitrificação.

SUMÁRIO [0006] Em um aspeto, a aplicação fornece um processo que compreende: a) tratar uma corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica em um biorreator de membrana, b) tratar o efluente da etapa a) em um trocador de ion catiônico, e c) tratar o efluente da etapa b) em um filtro de nanomembrana.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0007] A Fig. 1 descreve um diagrama de fluxo de processo de um sistema semi-continuo para o presente pedido. [0008] A Fig. 2 descreve um diagrama de fluxo de processo de sistema continuo para o presente pedido. [0009] A Fig. 3 descreve a relação entre o tamanho do poro, corte de peso molecular, e membranas de filtração. [0010] A Fig. 4 descreve a demanda química de oxigênio durante a operação de um processo do presente pedido. [0011] A Fig. 5 descreve o teor de fósforo total durante a operação de um processo do presente pedido [0012] A Fig. 6 descreve o teor de sólidos suspensos total durante a operação de um processo do presente pedido. [0013] A Fig. 7 descreve o teor de sulfato durante a operação de um processo do presente pedido. [0014] A Fig. 8 descreve o teor de sulfato de sódio durante a operação de um processo do presente pedido.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0015] Em um aspeto, a aplicação fornece um processo que compreende: a) tratar uma corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica em um biorreator de membrana, b) tratar o efluente da etapa a) em um trocador de ion catiônico, e c) tratar o efluente da etapa b) em um filtro de nanomembrana. [0016] Em uma forma de realização, a corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica tem uma demanda química de oxigênio (DQO) de, aproximadamente, 1.000 a aproximadamente 30.000 mg(02)/L. Em uma outra forma de realização, a corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica tem uma demanda química de oxigênio (DQO) de, aproximadamente, 5.000 a aproximadamente 25.000 mg(02)/L. Em outra forma de realização, a corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica tem uma demanda química de oxigênio (DQO) de, aproximadamente, 7.500 a aproximadamente 20.000 mg (02)/L. Em uma outra forma de realização, a corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica tem uma demanda química de oxigênio (DQO) de, aproximadamente, 9.000 a aproximadamente 19.000 mg(02) /L. Em ainda uma outra forma de realização, a corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica tem uma demanda química de oxigênio (DQO) de, aproximadamente, 10.000 a aproximadamente 18.000 mg(02)/L. [0017] Em uma forma de realização, o tamanho do poro da membrana do biorreator de membrana é de, aproximadamente, 1 J.lm a, aproximadamente, 0,02 J.lm. Em uma outra forma de realização, o tamanho do poro da membrana é de, aproximadamente, 0,7 J.lm a, aproximadamente, 0,025 J.lm. Em uma outra forma de realização, o tamanho do poro da membrana é de, aproximadamente, 0,5 J.lm a, aproximadamente, 0,03 J.lm. Em uma outra forma de realização, o tamanho do poro da membrana é de, aproximadamente, 0,4 J.lm a, aproximadamente, 0,03 J.lm. [0018] Em uma forma de realização, a membrana do biorreator de membrana é de configuração tubular, configuração espiral, configuração de fibra oca ou de configuração de folha plana. Em uma outra forma de realização, a membrana do biorreator de membrana é de configuração de fibra oca. [0019] Em uma forma de realização, a pressão transmembranar do biorreator de membrana é de, aproximadamente, 10 kPa a, aproximadamente, 600 kPa. Em uma outra forma de realização, a pressão transmembranar do biorreator de membrana é de, aproximadamente, 20 kPa a, aproximadamente, 500 kPa. Em uma outra forma de realização, a pressão transmembranar do biorreator de membrana é de, aproximadamente, 30 kPa a, aproximadamente, 400 kPa. Em uma outra forma de realização, a pressão transmembranar do biorreator de membrana é de, aproximadamente, 40 kPa a, aproximadamente, 8 0 kPa. [0020] Em uma forma de realização, o trocador de ion catiônico é do tipo ácido carboxilico, ácido aminofosfônico, ácido iminodiacético ou ácido sulfônico. Em uma outra forma de realização, o trocador de ion catiônico é do tipo ácido sulfônico. Em uma forma de realização, o trocador de ion catiônico está na forma de sódio. Em uma outra forma de realização, o trocador de ion catiônico é do tipo ácido sulfônico e está na forma de sódio. [0021] Em uma forma de realização, o filtro de nanomembrana tem um peso molecular de corte de, aproximadamente, 200 Dalton a, aproximadamente, 15.000 Dalton. Em uma outra forma de realização, o filtro de nanomembrana tem um peso molecular de corte de, aproximadamente, 200 Dalton a, aproximadamente, 1.000 Dalton. Em uma outra forma de realização, o filtro de nanomembrana tem um peso molecular de corte de, aproximadamente, 200 Dalton a, aproximadamente, 500 Dalton. Em uma outra forma de realização, o filtro de nanomembrana tem um peso molecular de corte de, aproximadamente, 4 00 Dalton a, aproximadamente, 500 Dalton. [0022] Em uma forma de realização, a queda de pressão no filtro de nanomembrana é de, aproximadamente, 1 kPa 20 a, aproximadamente, 6.000 kPa. Em uma outra forma de realização, a queda de pressão no filtro de nanomembrana é de, aproximadamente, 100 kPa a, aproximadamente, 5.000 kPa. Em uma outra forma de realização, a queda de pressão no filtro de nanomembrana é de, aproximadamente, 1.000 kPa a, aproximadamente, 4.500 kPa. Em uma outra forma de realização, a queda de pressão no filtro de nanomembrana é de, aproximadamente, 1.300 kPa a, aproximadamente, 4.100 kPa. [0023] Em uma forma de realização, a temperatura do processo é, aproximadamente, de 15°C a, aproximadamente, 45 °C. Em uma outra forma de realização, a temperatura do processo é de, aproximadamente, 20°C a, aproximadamente, 40 °C. [0024] Em uma forma de realização, o efluente da etapa c) tem uma concentração de sulfato de sódio menor do que 500 mg/L. Em uma outra forma de realização, o efluente da etapa c) tem uma concentração de sulfato de sódio de, aproximadamente, mg Mg/L. [0025] Em uma forma de realização, o processo ainda compreende a isolação do sulfato de sódio deca-hidratado. Em uma outra forma de realização, a isolação é por um processo de cristalização. Em uma outra forma de realização, a temperatura do processo de cristalização é de, aproximadamente, 0°C a, aproximadamente, 5°C. Em uma outra forma de realização, a pureza do sulfato de sódio deca-hidratado isolado é maior do que 99%. Em uma outra forma de realização, a pureza do sulfato de sódio deca-hidratado isolado é maior do que 99,5%. Em uma outra forma de realização, a pureza do sulfato de sódio deca-hidratado isolado é de, aproximadamente, 99,6%. [0026] Em uma forma de realização, a corrente de a' rrn λ Ηιίλ 1 c* πτπ ^ Ί o ρ γ·) ίγ Η ρ ττη ρ 1~ ρ τ' ί ρ οττι^τίί c ρ ρ πλ rt* ί γ Μ wt 'U *1— V—<* Κ-Α r Ci Ui UX -J-. V-y x*/ liL Ui «I— x-y U U«- Vy -1— VA x«y XL IVA U Vy «L·. «I— v-x xy -1— Uj Ui X X X x—y UyA x-y Uyx K-i Ui JU. U J. -1— do processamento de amido. Em uma outra forma de realização, a corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica é a partir do processamento do amido de milho. Em uma outra forma de realização, a corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica é a partir da produção do hidroxipropilamido (HPA). [0027] Em uma forma de realização, um processo que utiliza diferentes tipos de membranas (MBR/nanofiltração) , emoliente, refrigeração, cristalização, centrifugação tem sido desenvolvido para remover o sulfato de sódio do efluente de um processo biológico. Em uma forma de realização, um processo desta aplicação foi testado em escala de planta piloto e após 4 semanas de avaliação provado ser uma solução técnica. Em uma forma de realização, nenhum problema com bloqueios de membrana foram experimentados durante a operação do sistema. [0028] Em uma forma de realização, o processo desta aplicação remove quase todo particulado maior do que 0,04 J. lm utilizando membranas especiais em um biorreator de membrana. Em uma forma de realização, o processo do biorreator de membrana é seguido então por um sistema de troca iônica para remover os ions de cálcio e de magnésio. Em uma outra forma de realização, uma vez que cálcio e magnésio foram. removidos, o sulfato é concentrado utilizando um processo de filtração de nanomembrana. A remoção dos particulados, cálcio e magnésio permite que a operação da unidade de nanofiltração sem os nanofiltros sejam obstruídas. Uma vez que o sulfato de sódio alcança uma concentração de, aproximadamente, 80.000 mg/L com o processo de nanofiltração, a corrente de sulfatado altamente concentrado é refrigerada e o sulfato de sódio deca-hidratado permitido cristalizar-se em um cristalizador. 0 sulfato de sódio deca-hidratado cristalizado é separado então utilizando uma centrífuga. [0029] Em uma forma de realização do pedido, o biorreator de membrana remove fosfato total e demanda química de oxigênio suficiente da corrente de água residual para estar em conformidade com o padrão de descarga de poluente do estado da República Popular da China "Discharge Standard of Water Pollutants for Starch Industry (Padrão de Descarga de Poluentes da Água para a Indústria de Amido)" (Gb 25461-2010). Em uma outra forma de realização, nenhuma unidade de carvão ativado granulado ou de óxido férrico granulado são necessárias para polir a corrente de água residual final. [0030] Em uma forma de realização do pedido, o biorreator de membrana remove todos os tipos de bactéria da corrente de água residual. Em uma outra forma de realização, o tamanho do poro da membrana do biorreator de membrana é de, aproximadamente, 0,04 micra. [0031] Em uma forma de realização do pedido, o trocador de ion catiônico reduz a concentração de ion magnésio e ion cálcio da corrente de água residual de, aproximadamente, 100 mg/L a menos de 1 mg/L. Em uma outra forma de realização, esta redução protege o filtro de nanomembrana de tornar-se obstruído durante a operação. [0032] Em uma forma de realização da aplicação, o filtro de nanomembrana é capaz de remover a demanda química de oxigênio da corrente de água residual a um valor abaixo de 250 mg/L. [0033] Em uma forma de realização da aplicação, a pureza do sulfato de sódio deca-hidratado inicialmente cristalizado excede a pureza do sulfato de sódio utilizado atualmente. Em uma outra forma de realização, o sulfato de sódio deca-hidratado inicialmente cristalizado tem um índice de cloridrinas de propileno abaixo de 0,08 mg/L. Em uma outra forma de realização, o sulfato de sódio deca-hidratado inicialmente cristalizado tem uma concentração de metal pesado abaixo dos limites legais. Em uma outra forma de realização, o sulfato de sódio deca-hidratado inicialmente cristalizado não é lavado. [0034] Em uma forma de realização do pedido, o sulfato de sódio deca-hidratado recuperado é reciclado de volta aos reatores de hidroxipropilamido. [0035] Em uma forma de realização da aplicação, a concentração de sulfato de sódio na corrente de água residual é controlada abaixo do limite do Shanghai Discharge Standard for Municipal Sewerage System (Padrão de Descarga de Shanghai para Sistema de Esgoto Municipal) (DB31/445-2009) . Em uma outra forma de realização, a concentração de sulfato de sódio na corrente de água residual é menor do que 500 mg/L. [0036] Os cristais do sulfato de sódio deca-hidratado do presente pedido têm uma pureza maior do que 99%. Em uma forma de realização, o efluente do processo de cristalização é passado através de um trocador de ion catiônico e de um sistema de carvão ativo granulado para remover o cálcio, magnésio, produtos orgânicos e metais pesados. Em uma outra forma de realização, o sulfato de sódio deca-hidratado cristalizado é dissolvido e, então, reutilizado na produção de hidroxipropilamido. [0037] Ά concentração de sulfato de sódio utilizando as membranas de nanofiltração, refrigeração, cristalização e centrifugação são partes de um processo na indústria química durante a produção de hidróxido de sódio. No presente pedido, os processos de unidade adicionados para alcançar a remoção do sulfato de sódio de um processo biológico incluem uma unidade de biorreator de membrana, um emoliente na parte frontal do processo e uma etapa de polimento utilizando uma unidade do carvão ativo granulado no fim do processo para remover os produtos orgânicos (por exemplo, cloridrinas de propileno e/ou corantes) e metais pesados. Em uma forma de realização, as torres de refrigeração, sistema do armazenamento de gelo e dissolução do sulfato de sódio deca-hidratado são utilizados para fazer o processo menos caro.

DEFINIÇÕES [0038] As seguintes definições são utilizadas em relação aos compostos do presente pedido a menos que o contexto indicar de outra maneira. O acrônimo "DQO" significa demanda química de oxigênio. Os acrônimo "CAG" significa carvão ativo granulado. Os acrônimo "OFG" significa óxido férrico granulado. O acrônimo "BRM" significa o biorreator de membrana. O acrônimo "NF" significa filtro de Nanomembrana. O acrônimo "PCH,/ significa cloridrinas de propileno. Estes incluem tanto o 2-cloro-l-propanol quanto o l-cloro-2-propanol (clorídrina de sec-propileno). O acrônimo "SDT" significa sólidos dissolvidos totais, que inclui o sulfato de sódio. O acrônimo "TP" significa o teor de fosforoso total. O acrônimo "SST" significa o teor de sólidos suspensos total. [0039] Tal como aqui utilizado, o termo "filtração de membrana" é pretendido significar processos de separação mecânica para separar as correntes gasosas ou líquidas que utilizam membranas permeáveis. Estes incluem a osmose reversa (OR) , que oferece o grau de separação mais fino, seguido por nanofiltração (NF), ultra filtração (UF), e rnicrofiltração (MF), que tem membranas com o maior tamanho de poro. As membranas vêm em quatro configurações básicas -tubular, espiral, fibra oca e folha plana. Cada uma é configurada diferentemente, tanto no empacotamento quanto nos tipos de materiais utilizados, para endereçar a faixa de caraterísticas físicas encontradas em processos de fluidos. [0040] Tal como aqui utilizado, o termo "membrana de fibra oca" é pretendido significar túbulos micro finos com paredes porosas. Em uma forma de realização, os túbulos (fibras) têm aproximadamente 1 milímetro de espessura. As fibras ocas podem operar com fluxos de "dentro-para-fora" ou de "fora-para-dentro". [0041] Tal como aqui utilizado, o termo "trocador iônico" é pretendido significar o equipamento capaz de purificação, separação e descontaminação das soluções aquosas ou outra contendo ion com "trocadores iônicos" com sólido polimérico ou mineral. "Trocadores iônicos" típicos são resinas de troca iônica (polirrtero poroso funcionalizado ou gelificado), zeólitos, montmorillonita, argila ou húmus do solo. Um "trocador de íon catiônico" troca íons carregados positivamente (cátions). Existem tanto trocadores iônicos catiônicos de ácidos fortes quanto trocadores iônicos catiônicos de ácidos fracos. Os tipos de resina de troca iônica de polímero gel são as resinas baseadas em estireno-divinilbenzeno e poliacrílicas. Uma resina de troca iônica catiônica fortemente ácida é tipicamente substituída com grupos de ácido sulfônico. Uma resina de troca iônica catiônica fracamente ácida é tipicamente substituída com grupos de ácido carboxílico. A troca iônica é um processo reversível e o trocador de íon pode ser regenerado ou carregado com os íons desejáveis lavando com um excesso destes íons. [0042] Tal com aqui utilizado, o termo "biorreator de membrana" ou "BRM" são pretendidos significar o equipamento da combinação capaz de um processo de membrana do tipo microfiltração ou ultra filtração com um biorreator de crescimento suspenso.

[0043] Tal com aqui utilizado, o termo "filtro DE nanomembrana" é pretendido significar o equipamento capaz do nanofiltração ou NF. Nanofiltração é uma tecnologia de filtração de fluxo cruzado que varia, em algum lugar, entre ultra filtração (UF) e osmose reversa (OR) . O tamanho nominal do poro da membrana é tipicamente de, aproximadamente, 1 nanômetro. As membranas de nanofiltração são tipicamente avaliadas mais pelo peso molecular de corte (MWCO) do que pelo tamanho de poro nominal. O MWCO é tipicamente menor do que 1.000 unidades de massa atômicas (Dalton) . A nanofiltração irá remover os cátions polivalentes de remoção e irá remover tanto a matéria orgânica natural, quanto a matéria orgânica sintética da corrente de alimentação. [0044] Tal como aqui utilizado, o termo "tratamento" é pretendido significar a remoção das impurezas tais como ions sulfato, matéria orgânica, ions de sódio, particulados, etc. da água. [0045] Tal como aqui utilizado, o termo "corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica" é pretendido significar uma corrente da água residual com uma demanda quimica de oxigênio de, aproximadamente, 1.000 a, aproximadamente, 30.000 mg(02)/L. [0046] Não há nenhuma técnica padrão reconhecida mas os sistemas de membrana são, geralmente, colocados em uma de cinco categorias baseadas na remoção do tamanho de partícula. Estas categorias, como elas vão de partículas maior à menores, são referidas geralmente como filtração de partícula (FP), microfiltração (MF) , ultra filtração (UF) , nanofiltração (NF) e osmose reversa (OR) . Há alguma sobreposição entre estas categorias. Um diagrama que ilustra estas categorias é mostrado na figura 3. [0047] Determinados aspectos e formas de realização especificas do presente pedido serão explicados em maior detalhe com referência aos seguintes exemplos, que são fornecidos somente para finalidades de ilustração e não devem ser interpretados como a limitação do espaço da aplicação, em nenhuma maneira. As variações razoáveis dos procedimentos descritos são pretendidas estar dentro do espaço da presente invenção. Quando os aspetos particulares da presente invenção forem ilustrados e descritos, será óbvio àqueles peritos na arte que as várias mudanças e modificações podem ser feitas sem sair do espirito e do espaço da invenção. Pretende-se, consequentemente, cobrir nas reivindicações adicionadas todas tais mudanças e moairxcaçoes que estão aent.ro ao espaço aesta invenção.

FORMAS DE REALIZAÇÃO [0048] As seguintes formas de realização são apresentadas para ilustrar adicionalmente e explicar a presente invenção e não devem ser tomadas como limitantes em qualquer aspecto. [0049] 1. Um processo CARACTERIZADO PELO FATO DE compreender: a) tratamento de uma corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica em um biorreator de membrana, b) tratamento do efluente do passo a) em um permutador de ions catiônicos, e c) tratamento do efluente do passo b) em um filtro de nanomembrana. [0050] 2. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que o tamanho dos poros da membrana do biorreator de membrana é de cerca de 1 pm a cerca de 0,02 pm. [0051] 3. O processo da forma de realização 2, CARACTERIZADO PELO FATO DE que o tamanho dos poros da membrana é de cerca de 0,4 pm a cerca de 0,03 pm. [0052] 4. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que a membrana do biorreator de membrana é de configuração tubular, configuração espiral, configuração de fibra oca ou configuração de folha plana. [0053] 5. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que a pressão transmembranar do biorreator de membrana é de cerca de 10 kPa a cerca de 600 kPa. [0054] 6. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que o trocador de íons catiônicos é do tipo ácido carboxilico, ácido aminofosfônico, ácido iminodiacético ou ácido sulfônico. [0055] 7. O processo da forma de realização 6, em que o trocador de ions catiônicos está na forma de sódio. [0056] 8. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que o filtro de nanoraembrana tem um peso molecular de corte de entre cerca de 200 Dalton a cerca de 15.000 Dalton. [0057] 9. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que a queda de pressão no filtro de nanomembrana é de cerca de 1 kPa a cerca de 4000 kPa. [0058] 10. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que a temperatura do processo é de cerca de 15°C até cerca de 45°C. [0059] 11. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que o efluente do passo c) tem uma concentração de sulfato de sódio inferior a 500 mg/L. [0060] 12. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que compreende ainda o isolamento de sulfato de sódio deca-hidratado. [0061] 13. 0 processo da forma de realização 12, CARACTERIZADO PELO FATO DE que o isolamento é por um processo de cristalização. [0062] 14. 0 processo da forma de realização 13, CARACTERIZADO PELO FATO DE que a temperatura do processo de cristalização é de cerca de 0°C até cerca de 5°C. [0063] 15. O processo da forma de realização 13, CARACTERIZADO PELO FATO DE que o sulfato de sódio deca- hidratado é isolado em uma centrifuga. [0064] 16. O processo da forma de realização 15, CARACTERIZADO PELO FATO DE que compreende ainda passar o filtrado da centrífuga através de um trocador de ions catiônicos e através de uma unidade de carvão ativo granulado. [0065] 17. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que compreende ainda o tratamento da corrente de água residual de um sistema biológico aeróbio antes do passo a). [0066] 18. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que compreende ainda o tratamento do efluente proveniente do passo c) em um sistema de refrigeração/cristalização. [0067] 19. 0 processo da forma de realização 18, CARACTERIZADO PELO FATO DE que compreende ainda o tratamento do efluente do sistema de refrigeração/cristalização em uma centrifuga. [0068] 20. O processo da forma de realização 1, CARACTERIZADO PELO FATO DE que a corrente de águas residuais com alto teor de matéria orgânica é de processamento de amido.

EXEMPLOS [0069] Todas as partes e porcentagens são dadas por peso e todas as temperaturas nos graus Celsius (°C) , a menos que notável de outra maneira. Na Figura 1, um diagrama de fluxo que mostra um processo semi-continuo do presente pedido é mostrado. Isto pode operar, opcionalmente, em modo de bateladas e permite a cristalização opcional do deca-hidrato e sulfato de sódio. BRM é o biorreator de membrana; o emoliente é o trocador de íon; ΤΙ, T2 e T3 são tanques de impulso; NF1 e NF2 são unidades de nanofiltração; F1 e o F2 são tanques do filtrado do processo de nanofiltração, refrigeração é a unidade de refrigeração opcional; cristalização é a unidade de cristalização opcional; centrifugação é a unidade de centrifugação opcional, a qual é utilizada para isolar o sódio deca-hidratado cristalino; e CAG é uma unidade de carvão ativo granulado opcional. A análise de um sulfato de sódio deca-hidratado cristalino produzido por este processo é mostrada na tabela 1. [0070] Tabela 1 resultados analíticos da amostra cristalizada [0071] Na Figura 2, um diagrama de fluxo que mostra um processo continuo do presente pedido é mostrado. MBR é o biorreator de membrana; o emoliente é o trocador de íon; TI e T2 são tanques de impulso; NF é uma unidade do nanofiltração de múltiplos estágios; refrigeração é a unidade de refrigeração; cristalização é a unidade de cristalização; centrifugação é a unidade e centrifugação, a qual é utilizada para isolar o deca-hidrato e sódio cristalino; e CAG é uma unidade do carvão ativo granulado opcional. [0072] Na Figura 4, Figura 5 e Figura 6 parâmetros de processo, medidos durante a operação de um processo do presente pedido, são mostrados. A linha tracejada vertical rotulada MBR representa antes (à esquerda) e depois (à direita) do biorreator de membrana ter sido instalado na corrente de água residual. [0073] Através desta aplicação, as várias publicações são referenciadas. As divulgações destas publicações em suas totalidades são incorporadas por este meio pela referência nesta aplicação a fim descrever mais inteiramente o último modelo como sabido àqueles peritos nisso até à data da data do pedido descrito e reivindicado neste. [0074] Quando as formas de realização particulares do presente pedido forem ilustradas e descritas, seria óbvio àqueles peritos na técnica que as várias mudanças e modificações podem ser feitas sem sair do espirito e do escopo do pedido. Pretende-se, consequentemente, cobrir nas reivindicações anexadas todas tais mudanças e modificações que estão dentro do escopo deste pedido.

REIVINDICAÇÕE S

Claims

1. Processo, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: a) tratamento de uma corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica em um biorreator de membrana, b) tratamento do efluente da etapa a) em um trocador de ion catiônico, e c) tratar o efluente da etapa b) em um filtro de nanomembrana.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tamanho do poro da membrana do biorreator de membrana é de, aproximadamente, 1 pm a, aproximadamente, 0,02 pm.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro de nanomembrana tem um peso molecular de corte de, aproximadamente, 200 Dalton a aproximadamente 15.000 Dalton.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, CARACTERIZADO pelo fato de que o efluente da etapa c) tem uma concentração de sulfato de sódio menor do que 500 mg/L.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender a isolação do sulfato de sódio deca-hidratado.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, compreendendo ainda a isolação do sulfato de sódio deca-hidratado por um processo de cristalização, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura do processo de cristalização é de, aproximadamente, 0°C a, aproximadamente, 5°C.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o sulfato de sódio deca-hidratado é isolado em uma centrifuga.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender passar o filtrado da centrifuga através de um trocador de ion catiônico e através de uma unidade de carvão ativo granulado.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender o tratamento da corrente de água residual em um sistema biológico aeróbio antes da etapa a).

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, CARACTERIZADO pelo fato de que a corrente de água residual com alto teor de matéria orgânica é a partir do processamento de amido.