ES2229937A1 - Nuevas aplicaciones de carbones inmaduros para el tratamiento de residuos contaminantes. - Google Patents

Abstract

Nuevas aplicaciones de carbones inmaduros para el tratamiento de residuos contaminantes. Se utilizan carbones inmaduros para el tratamiento de residuos contaminantes, con la particularidad de que dichos carbones, al entrar en contacto con un residuo que contiene elementos contaminantes, interacciona con ellos permitiendo su separación como una fase sólida, quedando un efluente líquido medioambientalmente aceptable.

Description

Nuevas aplicaciones de carbones inmaduros para el tratamiento de residuos contaminantes.

Campo técnico de la invención

La presente invención se encuadra dentro del campo técnico del tratamiento físico-químico de residuos contaminantes para el medioambiente.

Más específicamente se encuadra dentro de los métodos de retención físico-química, en los que un material retiene el producto contaminante, dejando un vertido menos agresivo.

En concreto, la presente invención propone una nueva utilización de ciertos carbones inmaduros para el tratamiento de diversos residuos contaminantes de naturaleza muy variada: metales, restos de productos fitosanitarios y purines u otras soluciones contaminantes con alto contenido en nitrógeno.

Descripción detallada de la invención

La presente invención, tal y como se indica en su enunciado se refiere a nuevas aplicaciones de carbones inmaduros para el tratamiento de residuos contaminantes.

En el contexto de la presente invención, se entiende por carbones inmaduros, aquellos carbones con un alto contenido en ácidos húmicos y fúlvicos como las leonarditas, los lignitos y carbones similares. Estos carbones presentan una compleja estructura macromolecular con zonas hidrófobas y zonas hidrófilas, diversos grupos funcionales reactivas (hidroxilo, carboxilato, fenoxi, carbonilo, etc.) que los capacitan para interaccionar físico-químicamente con una amplia diversidad de productos contaminantes, permitiendo su retención y evitando su vertido al medioambiente.

El tipo de interacciones que pueden establecerse entre el producto a retener y el carbón van desde los enlaces iónicos, covalentes, a los puentes de hidrógeno, interacciones de Wan der Waals, reacciones de sustitución, complejación, quelación, etc.

Los carbones inmaduros a los que se hace referencia en la presente invención tienen su principal aplicación en el tratamiento de residuos contaminantes que contengan metales pesados, restos de productos fitosanitarios y purines u otras disoluciones nitrogenadas con alto contenido en iones NH_{4}^{+}, NO_{2}^{-}, NO_{3}^{-}.

Los metales pesados Cu, Ni, Pb, Hg, Zn, Cd, U, Th, Cr, Fe interaccionan con el carbón inmaduro en su mayor parte a través de reacciones de complejación, de tal modo que el carbón retiene los metales por formación de complejos con los mismos, dejando el vertido sustancialmente libre de metales agresivos para el medioambiente.

Por su parte, los productos fitosanitarios son generalmente productos orgánicos de síntesis que están diseñados para mimetizar los principios activos naturales. Su estructura orgánica les hace susceptibles de interaccionar con el carbón inmaduro a través de enlaces de tipo puente de hidrógeno. De este modo, el carbón retiene este tipo de productos y los separa de los vertidos haciéndolos inocuos para el medioambiente.

Los purines y disoluciones nitrogenadas conteniendo principalmente compuestos nitrogenados como urea, purina, amoniaco, nitratos, nitritos, etc., son también susceptibles de interaccionar con los carbones inmaduros a través de la formación de puentes de hidrógeno, los cuales retienen así un elevado porcentaje de estos compuestos nitrogenados tan agresivos y permiten que las aguas residuales puedan incluso ser utilizadas como fertilizantes.

En todos los casos, el uso de los carbones inmaduros se basa en el contacto directo del residuo contaminante con el carbón inmaduro, en la decantación del carbón con el material contaminante retenido y finalmente en la separación del efluente líquido exento ya de agresividad para su vertido al medioambiente, o incluso dotado de cualidades para ser utilizado en alguna aplicación industrial.

La etapa de contacto directo del residuo contaminante con el carbón inmaduro se lleva a cabo en un depósito adecuado provisto de agitación empleando un diluyente si la masa fuera muy espesa (normalmente agua) para conseguir un buen contacto y durante el tiempo que precise cada caso y material en concreto.

Una vez que se da por terminado el proceso de retención del contaminante por parte del carbón inmaduro, se deja decantar la mezcla y se separan los materiales sólidos o fangos de los líquidos. Seguidamente, en una segunda fase de deja decantar el líquido separado con ayuda de floculantes convencionales, en un decantador, con el fin de separar todos los materiales sólidos que aún quedaron en suspensión, y por último se separa ya un efluente líquido medioambientalmente aceptable de los correspondientes fangos.

Es evidente que cada caso concreto requerirá de instalaciones y equipos de procesado especialmente diseñados para los productos que se vayan a tratar, así como de materiales y condiciones operativas especialmente adecuadas.

Breve descripción de las figuras

Figura 1.- Corresponden a las representaciones gráficas de la absorción de Zn^{+2} y Cu^{+2} por leonardita de acuerdo con el Ejemplo 1.

Figura 2.- Corresponde a una representación de una instalación especialmente diseñada para llevar a cabo el tratamiento de envases plásticos conteniendo residuos de productos fitosanitarios. Las referencias numéricas tienen el siguiente significado:

1:

Molino triturador.

2:

Cestas.

3:

Carril-grúa.

4:

Depósito de octanol.

5:

Depósito de álcali.

6:

Depósito de agua.

7:

Depósito recolector de producto final (granza).

Modos de realización de la invención

La presente invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos y haciendo uso de las figuras adjuntas descritas anteriormente. Evidentemente, debe entenderse que estos ejemplos son meramente ilustrativos, y que la invención abarca multitud de otros diversos usos de los carbones inmaduros dentro del contexto de la nota reivindicatoria adjunta.

Ejemplo 1 Tratamiento de una disolución conteniendo iones cobre y cinc con leonardita

Se partió de 100 L de disolución problema conteniendo 10 ppm de Cu^{+2} y 10 ppm de Zn^{+2}. Esta disolución se dispuso en un depósito provisto de agitador junto con leonardita a una concentración de 1 g/L. Se mantuvo la mezcla con agitación durante 3 h a temperatura ambiente, tras lo cual se paró el agitador y se dejó sedimentar el fango. Se ajustó el pH del líquido a 7. El líquido se bombeó a un caudal de 5 L/min a un decantador donde terminaron de precipitar los restos de carbón que pudieran quedar.

Como puede apreciarse en la Figura 1, la disolución así tratada queda con una concentración inferior a 0,5 ppm de Cu^{+2} y a 0,5 ppm de Zn^{+2}.

Ejemplo 2 Tratamiento de envases plásticos conteniendo restos de productos fitosanitarios con leonardita

Para llevar a cabo el tratamiento de estos plásticos, primeramente fue preciso diseñar una instalación como la que se ilustra en la Figura 2:

El molino triturador 1 tritura el plástico hasta el estado de granza la cual se va depositando en las cestillas metálicas 2 que tienen un volumen de 1 m^{3}. Mediante el carril-grúa 3, las cestas 2 se van introduciendo en depósitos sucesivos de octanol 4, álcali 5 y agua 6. Dichos depósitos, que tienen un volumen de 4 m^{3}, están comunicados con las columnas 8 de leonardita, de tal modo que el disolvente contenido en ellos que ya ha arrastrado y disuelto parte o la totalidad de los productos fitosanitarios pueda ser tratado por el carbón. Finalmente, la cesta deposita la granza sustancialmente libre de contaminantes en el depósito de producto final 7.

Las columnas empleadas para la leonardita tienen una altura de 1,70 m y un diámetro de 40 cm. El sistema de extracción de líquido tiene lugar por bombas.

Se pudo comprobar que la leonardita era capaz de retener principios activos fitosanitarios (por ejemplo, dimetoato, carbamato y piretroides) con un rendimiento superior al 80%.

Claims (9)

1. Uso de carbones inmaduros para el tratamiento de residuos contaminantes, caracterizado porque dichos carbones al entrar en contacto con un residuo que contiene elementos contaminantes, establece una interacción con los mismos que les permiten retenerlos haciendo posible su separación como sólidos por una parte y la separación de un efluente líquido medioambientalmente aceptable.

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos carbones inmaduros son carbones con un alto contenido en ácidos húmicos y fúlvicos.

3. Uso según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dichos carbones están seleccionados entre leonardita y lignito.

4. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el residuo contaminante es una solución o suspensión conteniendo iones de metales pesados.

5. Uso según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos iones están seleccionados entre uno o más del grupo formado por cobre, níquel, plomo, mercurio, cinc, cadmio, uranio, torio, cromo, hierro.

6. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el residuo contaminante es un producto fitosanitario.

7. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el residuo contaminante es un purin.

8. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el residuo contaminante es una solución con un alto contenido en iones NH_{4}^{+}, NO_{3}^{-}, NO_{2}^{-}.

9. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el carbón inmaduro se pone en contacto con agitación con el producto contaminado, se separa el carbón reteniendo el contaminante y se obtiene un efluente líquido medioambientalmente aceptable.