ES2259562B1 - Sistema de preparacion y dosificacion en continuo de hidroxido calcico para sistemas de remineralizacion del agua aplicados a plantas desaladoras de agua. - Google Patents
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Abstract
Sistema de preparación y dosificación en continuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del agua aplicados a plantas desaladoras de agua. Desde un depósito (2) de hidróxido cálcico en suspensión a baja concentración y en constante agitación, se dosifica a una parte del caudal de agua a remineralizar para efectuar una disolución, tomada antes del aporte de CO2, conduciéndose a un sistema de microfiltración con fibra hueca o cartuchos (9) obteniendo una disolución clarificada y exenta de carbonato cálcico y otras impurezas insolubles, siendo entonces introducida a la línea principal de agua a remineralizar que contiene ya el CO2 aportado. Después es conducida a un mezclador estático (11) y a un reactor (12) con tabiques internos para lograr un tiempo de permanencia suficiente para que se produzcan las reacciones entre el CO2 y Ca(OH)2. Se ha previsto un equipo de retrolavado de los cartuchos (9).
Description
Sistema de preparación y dosificación en
continuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua.
La presente invención, según lo expresa el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de
preparación y dosificación en continuo de hidróxido cálcico para
sistemas de remineralización del agua aplicados a plantas
desaladoras de agua, que conlleva la ventaja de poder dosificar una
solución saturada de hidróxido cálcico totalmente exenta de
partículas en suspensión, lo cual constituye una mejora muy
importante sobre los sistemas actuales existentes en plantas de
tratamiento de agua, donde es necesaria la remineralización de la
misma.
Los sistemas actuales de remineralización
constan de una dosificación de anhídrido carbónico y otra de
hidróxido cálcico.
Este es preparado en forma de suspensión en un
depósito y posteriormente la suspensión es mezclada con una parte
del agua a remineralizar tomada previamente antes de proceder a la
dosificación del anhídrido carbónico y es conducida a un
decantador-saturador, para decantar el exceso de
hidróxido cálcico que no se ha disuelto, así como las impurezas que
originalmente el hidróxido cálcico pueda conte-
ner.
ner.
Estos sistemas recogen la disolución saturada ya
clarificada y ésta es dosificada a la línea de agua a
remineralizar donde previamente se ha dosificado CO_{2} para
aportar calcio y alcalinidad haciéndose apta para el consumo
humano.
El problema de estos sistemas es que la
disolución del hidróxido cálcico que se dosifica no está
completamente clarificada y forma precipitado de carbonato cálcico
en el agua remineralizada, debido a que en la superficie de las
partículas coloidales de hidróxido cálcico aún no disuelto, se
forma una capa de altos valores de pH lo cual conlleva la rápida
formación de carbonato cálcico insoluble.
Además de esto, se introducen en el agua
remineralizada impurezas insolubles que originalmente pudiera
contener el hidróxido cálcico utilizado.
Todo ello se traduce en la aparición de turbidez
en el agua ya remineralizada y a punto de ser consumida, lo cual
en muchas ocasiones tiene como consecuencia el incumplimiento de
las normativas vigentes para aguas de consumo.
En líneas generales, el sistema de preparación y
dosificación en continuo de hidróxido cálcico para
remineralización del agua aplicados a plantas desaladoras de agua,
objeto de la invención, consta esencialmente de un depósito de
preparación de hidróxido cálcico en suspensión a baja
concentración, en el cual se mantiene en constante suspensión y
agitación. Mediante una bomba peristáltica se dosifica el hidróxido
cálcico del depósito a una parte del caudal de agua remineralizada
para efectuar una dilución, que se toma de la red principal antes
de introducir el CO_{2} y ser mezclado con un mezclador
estático.
El hidróxido cálcico y el agua de dilución se
mezclan de forma íntima mediante un mezclador estático que
proporciona el tiempo necesario y aporta la energía suficiente de
agitación para obtener la correcta mezcla del hidróxido cálcico con
el agua de dilución.
La disolución así formada de hidróxido cálcico
que puede contener hidróxido cálcico, que puede contener hidróxido
cálcico no disuelto, carbonato cálcico, y materias insolubles
procedentes de las impurezas del hidróxido cálcico utilizado, es
conducida a un sistema de microfiltración con fibra hueca o
cartuchos especiales, para obtener así una disolución perfectamente
clarificada por efecto de la fina separación mecánica que
proporciona el sistema de microfiltración.
El sistema de microfiltración está formado por
dos o más filtros equipados por fibra hueca de manera que en caso
de taponarse uno o más filtros, siempre existirán varios de ellos
preparados para entrar en servicio o proceso de filtración.
La solución filtrada conteniendo hidróxido
cálcico disuelto y exenta de carbonato cálcico y otras impurezas
insolubles, es introducida en proporción adecuada a la línea
principal de agua a la línea principal de agua a remineralizar,
conteniendo ya el CO_{2} introducido previamente tal y como se ha
mencionado anteriormente.
Para completar la mezcla del CO_{2} con la
solución filtrada de hidróxido cálcico, es conducida a un mezclador
estático para obtener el tiempo de mezcla y energía necesaria de
agitación y obtener un agua remineralizada con el contenido de
calcio y alcalinidad adecuada según normativas vigentes.
A pesar de que con el sistema propuesto se
obtiene una mezcla adecuada del CO_{2} y solo de hidróxido
cálcico, es necesario que se cumpla la cinética de la reacción del
CO_{2} con el hidróxido cálcico.
Es sabido que la cinética de la reacción de
CO_{2} con el hidróxido cálcico, depende del tiempo y de la
temperatura como parámetros más importantes. Es por ello por lo que
en el dispositivo en el que se desarrolla el sistema de
preparación y dosificación objeto de la invención, se haya previsto
un reactor cerrado de forma longitudinal y provisto de tabiques
internos colocados a un distancia calculada, a modo de serpentín,
con el fin de obtener un tiempo de residencia de los reactivos ya
mezclados y puedan producirse de forma correcta los equilibrios de
las reacciones entre el CO_{2} y el hidróxido cálculo.
En la conducción de la disolución del hidróxido
cálcico filtrado por los filtros de fibra hueca o cartuchos, se
incluye un sistema automático de medida de contaje de partículas,
alcalinidad, calcio y turbidez, de manera que pueda obtenerse el
seguimiento y control de la efectividad de la microfiltración en la
separación de partículas no disueltas. Los valores de alcalinidad o
del contenido de calcio disueltos pueden servir para establecer un
lazo de control sobre la dosificación de hidróxido cálcico al agua
de dilución antes de ser filtrada y obtener así la concentración
adecuada de calcio que va a entrar en el circuito de agua a
remineralizar.
En el sistema objeto de la invención, se incluye
un equipo de retrolavado de la fibra hueca o de los cartuchos,
mediante agua de permeado procedente de las membranas de ósmosis
inversa, para cuando lleguen a su punto de atascamiento debido a la
formación de una torta filtrante conteniendo hidróxido cálcico,
carbonato cálcico, e impurezas contenidas en el hidróxido
cálcico.
Asimismo, también se ha considerado la
implantación de un depósito para la preparación de otros productos
químicos para efectuar las limpiezas químicas en el caso de que no
se obtenga la completa recuperación de las fibras huecas o
cartuchos, mediante la introducción de ácido clorhídrico en las
aguas de retrolavado.
Se incluye también un tanque de neutralización
de las aguas de retrolavado que contengan ácido, realizándose esta
neutralización con hidróxido sódico que se bombea desde un
depósito, recuperándose las aguas del lavado ácido, que una vez
neutralizadas, contendrán mayoritariamente cloruro cálcico y
cloruro sódico, altamente soluble, y que pueden ser reciclados a
cabecera de la planta desaladora.
El control final del proceso de remineralización
se realiza mediante la medida automática de turbidez, calcio,
alcalinidad, pH, contaje de partículas y temperatura.
Para facilitar la comprensión de las
características de la invención y formando parte integrante de esta
memoria descriptiva, se acompaña una hoja de planos en cuya figura
única, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado
lo siguien-
te:
te:
Figura 1. Es un esquema del sistema de
preparación y dosificación en continuo de hidróxido cálcico para
sistemas de remineralización del agua aplicados a plantas
desaladoras de agua, acorde con la invención.
Haciendo referencia a la numeración adoptada en
la figura, podemos ver referenciado con el n° (1) el silo de
almacenamiento de hidróxido cálcico, del que se suministra este
producto al depósito (2) de preparación en suspensión a baja
concentración y donde existe el agitador (3). De este depósito (2),
mediante la bomba peristáltica (4) se dosifica a una parte del
caudal de agua a remineralizar, concretamente al conducto de desvío
(5) que se toma de la red principal (6), en un punto anterior al
que se incorpora CO_{2}, tal y como el marcado por la flecha (7)
y ser mezclado con el mezclador estático (8).
La referencia (8') designa otro mezclador
estático para el hidróxido cálcico y el agua de dilución, en el
tiempo necesario y aportando la energía suficiente de agitación
para optimizar esta mezcla.
Esta mezcla es conducida al sistema de
microfiltración (9) con fibra hueca o cartuchos especiales. En este
ejemplo de realización existen dos filtros equipados con fibras
huecas o cartuchos, de manera que en caso de taponarse uno de ellos,
existe otro para entrar en servicio.
La solución filtrada y exenta de carbonato
cálcico y otras impurezas insolubles, es introducida en proporción
adecuada a la línea principal de agua (10) a remineralizar,
conteniendo ya el CO_{2} introducido previamente. La referencia
(11) designa otro mezclador estático y a pesar de que puede así
obtenerse una mezcla adecuada del CO_{2} y solo de hidróxido
cálcico, es necesario que se cumpla la cinética de la reacción de
estos compuestos.
En el reactor (12) cerrado y provisto de
tabiques internos en toda su longitud, a modo de serpentín, se
logra un tiempo de residencia de los reactivos ya mezclados,
pudiendo así producirse los equilibrios de reacción
pertinentes.
Después del reactor (12) se incluye el sistema
automático de medida de contaje de partículas (13), medida de la
alcalinidad y calcio (14), valor del pH (15), temperatura (16) y
medida automática de turbidez (17).
La referencia (18) designa el depósito de
almacenamiento de agua permeada, del equipo de retrolavado,
contando con la bomba (19) para poder introducir un caudal de agua
en las fibras huecas o cartuchos (9) en el sentido inverso de
filtración (de dentro a fuera). El agua del retrolavado,
desprenderá del medio filtrante la torta formada y mencionada
anteriormente. Esta suspensión es vertida en un depósito (20) de
recogida de lodos, los cuales se mantienen en suspensión debido a
un agitador (21) instalado al efecto.
Dependiendo de la riqueza en hidróxido cálcico
de los lodos recogidos, éstos se podrán reciclar al depósito (2) de
preparación de suspensión de hidróxido cálcico. En caso de que la
riqueza de los lodos en hidróxido cálcico no sea la adecuada, se
podrán tratar éstos mediante un sistema de filtro rotatorio o
filtro prensa.
En el sistema objeto de la invención, se ha
previsto un equipo de dosificación de ácido clorhídrico, el cual
puede inyectarse al agua de retrolavado de las fibras huecas o
cartuchos. Se ha considerado este equipo en previsión de que con el
tiempo de utilización de las fibras huecos o cartuchos, los
retrolavados realizados solo con agua permeada, no sean suficiente
ya que se considera que con el tiempo pueden quedar restos de
carbonato cálcico u otros compuestos adheridos a las paredes de las
fibras huecas o cartuchos de filtración (9), de difícil eliminación
utilizando solamente agua permeada. La adición de pequeñas
cantidades de ácido clorhídrico al agua de retrolavado, facilitarán
la disolución de los compuestos adheridos a las paredes de las
fibras huecas o cartuchos filtrantes (9).
En la parte inferior derecha de la figura 1 se
ha referenciado con el número (22) un depósito auxiliar para
limpieza química cuando no se ha logrado la completa recuperación
de las fibras huecas o cartuchos (9) mediante ácido clorhídrico en
las aguas de retrolavado.
También en esta parte inferior derecha de la
figura 1 se ubica el tanque (23) de neutralización de las aguas de
retrolavado que contengan ácido, neutralización esta que se
consigue con hidróxido sódico del depósito (24).
De este tanque (23) se puede reciclar a cabecera
de planta desaladora por la conducción (25).
El depósito contenedor de ácido clorhídrico está
referenciado con el número (26).
Claims (9)
1. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, caracterizado
porque consta de un depósito (2) de preparación de hidróxido
cálcico en suspensión a baja concentración y en constante
agitación, dosificándose mediante una bomba peristáltica (4) este
hidróxido cálcico a una parte del caudal de agua a remineralizar,
para efectuar una dilución tomada antes del punto de introducción
de CO_{2} y de ser mezclado en un mezclador estático (8)
conduciéndose esta disolución a un sistema de microfiltración con
fibra hueca o cartuchos especiales (9) para obtener una disolución
perfectamente clarificada y exenta de carbonato cálcico y otras
impurezas insolubles, siendo entonces introducida a la línea
principal de agua a remineralizar y que contiene ya el CO_{2}
aportado.
2. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, según reivindicación
1, caracterizado porque el anhídrido carbónico con la
solución filtrada de hidróxido cálcico es conducida a un mezclador
estático (11) con un tiempo y energía de agitación para obtener
agua remineralizada con el contenido de calcio y alcalinidad
adecuada.
3. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, según reivindicación
1, caracterizado porque se ha previsto además un reactor
(12) cerrado y de forma longitudinal, provisto de tabiques internos
a modo de serpentín o paso sinuoso para lograr un tiempo de
permanencia suficiente para que tengan lugar los equilibrios de las
reacciones entre el anhídrido carbónico y el hidróxido cálcico.
4. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, según reivindicación
1, caracterizado porque aguas abajo de los filtros de fibra
hueca o cartuchos (9), se incluye un sistema de medida y contaje de
partículas, alcalinidad, calcio y turbidez, con seguimiento de
control de la efectividad de la microfiltración, estableciéndose un
control de la dosificación de hidróxido cálcico al agua de
dilución antes de ser filtrada para obtener la concentración
adecuada de calcio entrante al circuito de agua a
remineralizar.
5. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, según reivindicación
1, caracterizado porque se incluye un equipo de retrolavado
de la fibra hueca o de los cartuchos mediante agua de permeado
procedente de las membranas de ósmosis, inversa cuando lleguen a su
punto de atascamiento, constituido por un depósito (18) de
almacenamiento de agua permeada y una bomba (19) que envía caudal
de agua en sentido inverso al de filtración, recogiéndose en un
depósito (20) de lodos con agitador (21).
6. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, según reivindicación
1, caracterizado porque se ha previsto un equipo de
dosificación de ácido clorhídrico desde un depósito (26), el cual
puede inyectarse al agua de retrolavado de las fibras huecas o
cartuchos (9).
7. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, según reivindicación
1, caracterizado porque existe un depósito (22) para la
preparación de otros productos químicos para la total recuperación
de las fibras huecas o cartuchos (9).
8. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, según reivindicación
1, caracterizado porque incluye también un tanque (23) de
neutralización de las aguas de retrolavado que contengan ácido,
mediante el hidróxido sódico contenido en un depósito (24) y una
vez neutralizados contendrá mayoritariamente cloruro cálcico y
cloruro sódico altamente solubles, siendo reciclados a cabecera de
la planta desaladora.
9. Sistema de preparación y dosificación en
contínuo de hidróxido cálcico para sistemas de remineralización del
agua aplicados a plantas desaladoras de agua, según reivindicación
1, caracterizado porque se establece un control final
midiendo automáticamente la turbidez, calcio, alcalinidad, pH,
contaje de partículas y temperatura.
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- 2005-03-23 ES ES200500683A patent/ES2259562B1/es not_active Expired - Fee Related
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