ES2239414T3 - Procedimiento para eliminar contaminantes de terreno humedo. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA EL TRATAMIENTO CON UNA GRAN CANTIDAD DE AGUA DE UN SUELO ARCILLOSO CONTAMINADO POR SUSTANCIAS ORGANICAS, MEDIANTE LA UTILIZACION DE ACETATO DE ETILO COMO AGENTE EXTRACTOR.

Description

Procedimiento para eliminar contaminantes de terreno húmedo.

El presente invento se refiere a un procedimiento reivindicativo de terreno húmedo contaminado por compuestos orgánicos.

El problema de tierra contaminada por contaminantes orgánicos tal como por ejemplo hidrocarburos, aromáticos polinucleares, productos organoclorados se vuelve mas y mas dramático en países industrializados, no solo en términos de intervenciones para terreno y contaminación de aguas subterráneas, sino también por la necesidad de recuperar áreas de posible uso industrial y civil.

Otro problema, que es típico de la industria del petróleo, es el tratamiento de cortes de perforación antes de la descarga al mar.

Existen muchas formas de contaminación y varias características de la tierra expuesta a contaminación. Estas circunstancias requieren la disponibilidad de numerosas posibles soluciones.

La técnica de "lavado de terreno" que implica lavado con agua y opcionalmente aditivos (generalmente tensoactivos), se utiliza ampliamente. Sin embargo, esta técnica tiene la desventaja de utilizar grandes cantidades de agua y la recuperación del agente tenso-activo es bastante difícil y costoso.

Otros procedimientos en el arte conocido son aquellos que utilizan disolventes orgánicos, tal como, por ejemplo, cloruro de metileno o hidrocarburos C_{2}-C_{4} licuados. Sin embargo, la tierra contaminada con altas cantidades de agua es de difícil tratamiento por medio de extracción con un disolvente.

Con respecto a terreno con altas cantidades de agua hasta el límite de la capacidad del campo, existe una patente en el arte conocido (U.S. 5.585.002) que se refiere a una mezcla de extracción constituida por un disolvente-codisolvente (bajo condiciones preferidas acetato de etilo-acetona o ácido acético) en proporciones tales que se forma una fase única con el agua contenida en la tierra. Se obtiene una fracción densa de terreno purificado de contaminantes junto con una fase líquida que también contiene, así como los contaminantes, la fracción fina (menos de 106 micras) del terreno. En este procedimiento es necesario, por tanto, tener una etapa de recuperación de la fracción fina de la tierra.

Hemos encontrado ahora, sorprendentemente, que este tipo de tierra, cuando es tosca o argilácea con un contenido de agua no superior al 10%, tiene una fracción fina de terreno de mas del 15-20%, puede tratarse con el acetato de etilo disolvente solo. De este modo, cuando se obtiene un terreno purificado de contaminantes y constituido por una fracción tosca y fina, el procedimiento se simplifica considerablemente.

De conformidad con esto, el presente invento se refiere a un procedimiento para la separación de contaminantes orgánicos de una composición, constituida por tierra que contiene agua en una cantidad que oscila entre 10% hasta el limite de saturación del campo y dichos contaminantes orgánicos, que comprende las etapas siguientes:

(a)

mezclar dicha composición con disolvente de acetato de etilo en una relación que oscila entre 0,5 y dos veces el peso con respecto al terreno;

(b)

eliminación del disolvente del terreno mediante decantación;

(c)

secado del terreno como en la etapa (b) comprendiendo dicho terreno la fracción tosca y fina conglomerada con agua;

(d)

recuperación del disolvente como en la etapa (b) mediante evaporación.

El disolvente (acetato de etilo) utilizado en la etapa (a) no es tóxico, es fácilmente biodegradable y por consiguiente extremadamente aceptable para el ambiente.

La relación óptima peso de disolvente/peso de terreno está entre 0,5 y 2 y bajo las condiciones preferidas está entre 0,5 y 1.

La separación de conformidad con la etapa (b) tiene lugar de forma instantánea al final de la mezcla debido al hecho de que la fracción fina en el terreno se mantiene en forma aglomerada por el agua y con todo solo una parte mínima pasa al disolvente de extracción. Para el secado del terreno (etapa c) puede utilizarse un secador de tambor giratorio, con una cinta, u otro equipo comercial a una temperatura entorno de 80ºC de modo que elimine los residuos de disolvente de extracción. La recuperación del disolvente agotado (etapa d) puede llevarse a cabo con un evaporador de película delgada con paredes rascadas operando a presión atmosférica o en ligera depresión, obteniéndose la fracción extraida del terreno y cantidades mínimas de agua en el fondo de la caldera y una fracción constituida por el disolvente de extracción como según la etapa (a) en la cabeza.

Con el procedimiento descrito de conformidad con el presente invento es por tanto posible descontaminar fácilmente tierra que contiene agua a límites de capacidad de campo con un disolvente apolar único obteniendo resultados comparables con el sistema con dos componentes miscibles con agua descrito antes.

En adición es mayor la simplicidad operativa por cuanto que:

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la separación de la fracción inerte (en particular la fracción fina) del disolvente se obtiene por simple decantación;

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el disolvente agotado es de recuperación mas fácil cuando es pobre en agua;

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las características agronómicas del terreno permanecen inalteradas ya que el agua que tiene unidad no se separa el disolvente, manteniendo la textura inalterada.

Ejemplo 1

Una muestra del terreno separada de un sitio contaminado por hidrocarburos aromáticos policíclicos (IPA) tiene las características siguientes:

pH en solución acuosa 6,96; en KCl 1N 7,23

Contenido de humedad 25,3%

Conductividad 1,07 mS/cm

Concentración salida 6,58 mEq/100 g

IPA total 2500 ppm (determinado mediante cromatografía de gas)

Caracterización agronómica: arena 59%, limo 21%, arcilla 19%.

Se dispone un kilo de esta tierra en un cilindro giratorio junto con 500 g de acetato de etilo y se pone bajo agitación a temperatura ambiente durante 30 minutos. Después de sedimentación de la tierra durante 5 minutos se filtra la fase líquida sobre un filtro de teflón con orificios de 0,46 micras, con el fin de determinar el peso de la fracción fina atrapada por el disolvente, que demuestra ser del 0,9% del peso de la tierra.

Se recupera acetato de etilo de la fracción líquida mediante destilación en un evaporador giratorio a 90ºC. Se recuperan 470 g de disolvente que, con la adición de 30 g mas de acetato de etilo recién preparado, se utiliza para un segundo ciclo de lavado del terreno.

La concentración de IPA en el terreno después de este segundo tratamiento después de secado en aire durante 24 horas, asciende a 80 ppm. Este valor es inferior al límite máximo concedido por la ley para re-utilizar el sitio para fines industriales (Bollettino Ufficiale (Boletín Oficial) para Tuscany nº 36 de 16 de junio de 1993).

Ejemplo 2

Se seca una muestra de 1 kg de la tierra del ejemplo 1 en el aire durante 48 horas hasta que se reduce el contenido de agua de 25,3 a 3,2% y luego se trata como se ha descrito en el ejemplo 1. Se observa un atrapamiento en el disolvente de 150 g de fracción fina de la muestra. Esta dispersión permaneció estable durante varias horas haciendo necesario llevar a cabo centrifugación para separar el sólido del líquido.

El disolvente recuperado por destilación se utiliza para un segundo lavado del terreno. Después de la segunda centrifugación se unen las dos fracciones finas del terreno a la fracción tosca y se seca en el aire durante 24 horas.

La concentración de IPA en el terreno después del segundo tratamiento es de 357 ppm, un valor que es 200 ppm superior al límite máximo indicado por la ley para reutilización del sitio.

Ejemplo 3

Se seca una muestra de terreno como en ejemplo 2 y se adiciona agua para llevar el contenido de humedad hasta el 25% original.

Después de tratamiento como en el ejemplo 1 se aprecia que el disolvente, obtenido por simple decantación, contiene menos del 0,9% de fracción fina.

El análisis del IPA indica una concentración residual de 74 ppm, un valor que confirma los resultados del ejemplo 1 tanto en términos de reivindicación de la tierra como simplicidad de la recuperación del disolvente.

Ejemplo 4

Una muestra de terreno separada de un sitio contaminado contiene 23,2% de humedad, una fracción fina de menos de 100 micras de alrededor del 35% en peso, 1100 ppm de hidrocarburos aromáticos polihalogenados.

Se trata un kilo de este terreno con 500 g de acetato de etilo como se describe en el ejemplo 1, y se observa la ausencia completa de fracción fina de tierra en el disolvente recuperado. Después de un segundo tratamiento con la misma cantidad de acetato de etilo la concentración de hidrocarburos aromáticos polihalogenados en el terreno asciende a un total de 28 ppm, con una concentración de cada contaminante simple inferior a 10 ppm establecido como límite máximo por Ley para reutilizar áreas para fines industriales.

Ejemplo 5

Un terreno contiene 15% de humedad, una fracción fina (inferior a 100 micras) de alrededor del 40% en peso y 1200 ppm de hidrocarburos alifáticos y aromáticos poliha-logenados. Se trata una muestra de 1 kilo de este terreno como se describe en el ejemplo 1. Después del segundo lavado la concentración de hidrocarburos en el terreno asciende a un total de 10 ppm, con una concentración de cada contaminante simple inferior al límite máximo establecido por la Ley en vigor para reutilizar sitios contaminados para fines industriales.

Claims (3)

1. Un procedimiento para la separación de contaminantes orgánicos de una composición, constituida por tierra que contiene agua en una cantidad que oscila entre 10% hasta el limite de saturación del campo y dichos contaminantes orgánicos, constituido por las etapas siguientes:

(a)

mezclar dicha composición con disolvente de acetato de etilo en una relación que oscila entre 0,5 y dos veces el peso con respecto al terreno;

(b)

eliminación del disolvente del terreno mediante decantación;

(c)

secado del terreno como en la etapa (b) comprendiendo dicho terreno la fracción tosca y fina conglomerada con agua;

(d)

recuperación del disolvente como en la etapa (b) mediante evaporación.

2. El procedimiento, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los contaminantes orgánicos son hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos polinucleares, productos organo-
clorados.

3. El procedimiento, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (a) la relación ponderal de disolvente/tierra es 0,5-1.