ES2265773A1 - Producto mineral para la mejora tecnologica de tratamientos biologicos aerobios y uso. - Google Patents
Producto mineral para la mejora tecnologica de tratamientos biologicos aerobios y uso. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2265773A1 ES2265773A1 ES200501850A ES200501850A ES2265773A1 ES 2265773 A1 ES2265773 A1 ES 2265773A1 ES 200501850 A ES200501850 A ES 200501850A ES 200501850 A ES200501850 A ES 200501850A ES 2265773 A1 ES2265773 A1 ES 2265773A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- mineral product
- mineral
- treatment
- use according
- biological
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/08—Aerobic processes using moving contact bodies
- C02F3/085—Fluidized beds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/06—Sludge reduction, e.g. by lysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Producto mineral para la mejora tecnológica de tratamientos biológicos aerobios y uso. Producto mineral para la mejora tecnológica de depuración de aguas residuales mediante tratamientos biológicos aerobios y uso. Dicho producto mineral se caracteriza por contener arcillas y carbonatos minerales.
Description
Producto mineral para la mejora tecnológica de
tratamientos biológicos aerobios y uso.
La presente invención, se encuadra dentro del
campo del tratamiento y depuración de aguas residuales mediante
tratamientos biológicos aerobios. Más específicamente, se refiere a
un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales,
especialmente útil para la mejora tecnológica de dichos
procesos.
La depuración de aguas residuales 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.
El uso de tratamientos biológicos se ha ido
imponiendo en los últimos años como forma de mejorar la calidad de
las aguas residuales. Todos los sistemas se basan en la acción
natural de bacterias, existiendo no obstante gran número de
variaciones bien conocidas y descritas en la técnica. Sin duda la
versión más conocida y empleada corresponde al denominado sistema
de fangos activos. De entre el resto de posibilidades destaca
particularmente el uso de la tecnología SBR (Sequencing Batch
Reactor), caracterizado porque todos los procesos tienen lugar en un
único tanque.
El uso de rellenos fijos o móviles como forma de
mejorar la eficacia y el diseño de sistemas biológicos aerobios es
bien conocido. Junto con los rellenos plásticos, cabe destacar el
uso de lecho fijos o móviles de productos minerales. De entre ellos
destacan muy especialmente el uso de carbón activo en polvo y de
zeolitas (naturales y modificadas). Las ventajas asociadas al uso de
ambos productos se pueden resumir en una mayor estabilidad del
sistema, como consecuencia de una mejor decantación del fango
biológico, una mejora en la capacidad de nitrificación del sistema,
y eliminación de contaminación no biodegradable.
Las arcillas han sido propuestas para uso en
tratamientos de depuración de aguas. Ello ha sido 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 característica
elevada capacidad de absorción y adsorción.
Se han estudiado arcillas tanto en forma natural
como modificadas. 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
orgáni-
cos.
cos.
Más específicamente, las arcillas han sido
propuestas para su uso en tratamientos de depuración biológica,
bien aerobia bien anaerobia, actuando como soporte poroso que
permite el crecimiento y la fijación de las bacterias que actúan en
el proceso de depuración. En comparación con los otros materiales
nombrados anteriormente que sirven como soporte (carbón activo,
materiales cerámicos, plásticos), se ha propuesto que trazas de
elementos como cobre, zinc, hierro, magnesio y otros fijados
electrostáticamente en las arcillas sirven como nutrientes a las
bacterias.
Algunos ejemplos ilustran el uso de arcillas en
procesos de tratamiento y depuración de aguas residuales mediante
tratamientos biológicos:
- Patente US 3.935.067: describe el uso de
bentonita sódica como soporte de un cultivo bacteriano que utiliza
un promotor de crecimiento de las bacterias.
- Patente FR 2.551.048 A1: describe el uso de
atapulgita y sepiolita en la purificación de efluentes de cubas de
fermentación alcohólica conteniendo bacterias de tipo
fototróficas.
- Patente ES 2.005.754: describe el tratamiento
de aguas residuales en presencia de un relleno de mineral arcilloso
en digestores anaerobios de lecho expandido o fluidizado.
Dicho relleno puede estar seleccionado entre
sepiolita, esmectita, vermiculita, caolinita, clorita, haloisita,
ilita o paligorskita.
- Patente WO 94/20425: describe el uso de talco,
caolín o mica en un proceso de depuración mediante el sistema de
fangos activados.
- Patente US 5.643.453: describe el uso de
caolín como soporte de bacterias en tratamientos biológicos
aerobios.
\global\parskip0.950000\baselineskip
- Patente EP 0834473 A1: describe un activador
biológico para fosas sépticas constituido por arcillas junto con
cationes de forma que se aumenta la fijación y la actividad de las
enzimas naturales del proceso.
- Patente US 6.503.740: describe el uso de
arcillas modificadas orgánicamente como soporte de bacterias en la
descomposición de contaminantes químicos. Las arcillas propuestas
son esmectitas, sepiolita, atapulgita, caolinita, entre otras.
El objeto de la presente invención se refiere a
un producto mineral para el tratamiento de aguas residuales
mediante tratamientos biológicos aerobios, conteniendo dicho
producto mineral arcillas y carbonatos minerales. Algunos ejemplos
representativos de sistemas que contienen carbonatos minerales en
su composición en el tratamiento y/o purificación de aguas
residuales mediante tratamientos biológicos aerobios se citan a
continuación:
- Patente DE 3.440.619: propone el uso de
carbonato cálcico, carbonato magnésico, piedra caliza o dolomita
como soporte sólido de bacterias.
- Patente DE 3.501.563: describe el uso de
piedra caliza o dolomita para controlar el pH a un valor adecuado
para el tratamiento biológico de aguas residuales en un proceso
combinado de depuración mecánica, química y biológica. La adición de
la piedra caliza o la dolomita se realiza en el proceso
físico-químico.
- Patente ES 2.087.833: describe un activador
químico biológico en cuya composición incluye carbonato cálcico y
carbonato magnésico, que aportan la cantidad suficiente de calcio y
magnesio necesarios para el buen desarrollo de los
microorganismos.
- Patente JP 2004167471: describe un material
para tratamientos de aguas donde se puedan fijar las bacterias. Ese
material está constituido por azufre en polvo y un carbonato de un
alcalino térreo.
El solicitante ha descubierto ahora un producto
mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales, que
constituye el objeto de la presente invención y que por lo que él
ha podido investigar no se ha utilizado hasta la fecha para la
finalidad aquí propuesta.
La presente invención se refiere a un producto
mineral que contiene:
- -
- 45 a 95% en peso de arcillas, y;
- -
- entre 4 y 55% en peso de carbonatos minerales,
y dicho producto mineral ha sido modificado
mediante un tratamiento seleccionado entre:
- -
- un tratamiento térmico a una temperatura comprendida entre 20 y 1200ºC., 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.
Más detalladamente, la presente invención se
refiere a un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos
minerales, estando dichas arcillas seleccionadas entre sepiolita,
paligorskita, esmectitas, ilita, y sus mezclas, como productos
minerales útiles en el tratamiento y depuración de aguas residuales
mediante tratamientos de depuración biológica aerobia.
Tanto las arcillas como los carbonatos minerales
presentes en el producto mineral que es objeto de la invención, son
parte activa en la utilidad del producto mineral para el
tratamiento y purificación de aguas residuales contaminadas
mediante tratamientos biológicos aerobios.
A su vez, las arcillas están seleccionadas entre
sepiolita, paligorskita, esmectitas, ilita y sus mezclas, en los
siguientes porcentajes:
| % (p/p) | |
| - sepiolita y/o paligorskita: | 5-80 |
| - esmecitas: | 5-40 |
| - ilita: | 0-30 |
con respecto al peso total de la
composición.
\global\parskip0.990000\baselineskip
Las esmectitas están seleccionadas del grupo
formado por: montmorillonita, beidellita, hectorita, nontronita,
saponita, sauconita, estevensita, y sus mezclas.
Los carbonatos minerales que forman parten del
producto mineral objeto de invención están seleccionados entre
calcita (CaCO_{3}), magnesita (MgCO_{3}), dolomita
(CaMg(CO_{3})_{2}), siderita (FeCO_{3}) y sus
mezclas.
Además, el producto mineral objeto de la
invención puede contener opcionalmente hasta un 20% (p/p) de otros
minerales seleccionados del grupo formado por: feldespatos,
plagioclasas, micas, cuarzo, caolinita, talco, clorita,
vermiculita, haloisita y sus mezclas.
Los carbonatos minerales son materiales bien
conocidos por el hombre. Por su importancia histórica y aplicaciones
industriales destacan de entre todos ellos el carbonato cálcico
(CaCO_{3}; calcita o piedra caliza), el carbonato magnésico
(MgCO_{3}; magnesita) y el carbonato doble de calcio y magnesio
(de fórmula ideal MgCa(CO_{3})_{2};
dolomita).
dolomita).
Mineralógicamente se denomina arcillas a un
grupo concreto de filosilicatos. La estructura de estos
filosilicatos se basa en el apilamiento de planos de iones oxígeno
e hidroxilos. Los grupos tetraédricos de SiO_{4}^{4-} se unen
compartiendo tres de sus cuatro oxígenos con otros vecinos formando
capas de extensión infinita y fórmula Si_{2}O_{5}^{2-}, que
constituyen la unidad fundamental de los filosilicatos. El silicio
tetraédrico puede estar en parte sustituido por Al^{3+} o
Fe^{3+}. Estas capas tetraédricas se unen a otras octaédricas de
tipo gibbsita o brucita. El plano de unión entre ambas capas está
formado por los oxígenos apicales no compartidos por los tetraedros
SiO_{4}^{4-} y por los grupos OH^{-} de la capa
octaédrica.
octaédrica.
Una unión similar puede ocurrir en la superficie
opuesta de la capa octaédrica. Así, los filosilicatos pueden estar
formados bien por dos capas, tetraédrica más octaédrica,
denominándose entonces filosilicatos 1:1, bien por tres capas, una
octaédrica y dos tetraédricas, denominándose entonces filosilicatos
2:1. La unidad formada por la unión de estas dos o tres capas, se
denomina lámina. Si todos los huecos octaédricos están ocupados, la
lámina se denomina trioctaédrica. Si sólo están ocupadas dos tercios
de dichas posiciones y el resto está vacante, se denomina
dioctaédrica.
El grupo de las
serpentinas-canditas son filosilicatos 1:1. Como
filosilicatos 2:1 se engloban los grupos
talco-pirofilita, esmectitas, vermiculitas, ilitas,
micas y clorita.
También se engloban dentro del término arcillas
a los minerales del grupo de las hormitas, formado por los
minerales de la familia paligorskita-sepiolita. A
diferencia del resto de los filosilicatos, que son laminares,
tienen hábito fibroso, ya que la capa basal de oxígenos es continua,
pero los oxígenos apicales sufren una inversión periódica cada seis
tetraedros (sepiolita) o cada cuatro tetraedros
(paligorskita/atapulgita). Esta inversión provoca la formación de
canales en los que pueden alojarse moléculas de gran tamaño.
El producto mineral objeto de la invención
presenta una composición mineralógica que contiene entre un 45 y un
95% de arcillas y entre un 4 y un 55% de carbonatos minerales.
Dichas arcillas son una mezcla de sepiolita y lo paligorskita
(entre un 5 y un 75%), esmectitas (entre un 5 y un 40%) e ilita
(entre un 0 y un 30%). El producto mineral puede presentar hasta un
20% de otros minerales, pudiendo ser dichos minerales, feldespatos,
plagioclasas, micas, cuarzo, caolinita, talco, clorita, vermiculita,
haloisita y sus mezclas. Los porcentajes siempre son referidos al
total de la composición.
Para la obtención del producto mineral puede
explotarse selectivamente un yacimiento, extrayendo una roca
arcillosa que contiene los ingredientes que forman parte del
producto mineral en los porcentajes indicados. Dicha roca arcillosa
es extraída del yacimiento con una humedad superior al 30%.
Posteriormente se somete a procesos de acopio, molido, secado y
granulado, siendo posible utilizar en estos procesos cualquiera de
los sistemas habitualmente usados en la industria.
También es objeto de invención la obtención del
producto mineral descrito a través de la mezcla de varios
componentes, conteniendo cada uno de ellos, uno o varios de los
ingredientes que forman parte del producto mineral. Dicha mezcla
puede realizarse por cualquiera de los métodos bien conocidos en la
industria, pudiendo ser posteriormente sometida a procesos de
molido, secado y granulado.
El producto mineral objeto de la invención se
presenta preferentemente como un producto poroso granular con
tamaño de grano menor de 5 mm, preferentemente menor de 0,6 mm,
preferentemente menor de 150 \mum, preferentemente menor de 10
\mum.
Anteriormente se han comentado diversos procesos
de modificación de arcillas tales como tratamientos térmicos,
activación ácida, o adición de reactivos orgánicos. Dado que estos
procesos son conocidos y habitualmente usados en la industria se
considera también objeto de invención un producto mineral para el
tratamiento y depuración de aguas residuales contaminadas mediante
tratamientos biológicos aerobios, siendo dicho producto mineral
resultado de la modificación por cualquiera de dichos tratamientos
del producto mineral objeto de la presente invención.
De acuerdo con lo anterior, la presente
invención también abarca a un producto mineral como el definido
anteriormente modificado por un proceso de tratamiento térmico.
Dicho proceso de tratamiento térmico se lleva a cabo a una
temperatura comprendida entre 20 y 1200ºC, durante un periodo de
tiempo comprendido entre 10 segundos y 24 horas. Tras el
tratamiento térmico, el producto mineral puede ser sometido a un
proceso de granulación hasta conseguir el tamaño de grano deseado,
indicado anteriormente.
Asimismo, la presente invención también abarca
un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales
como el definido anteriormente modificado por un proceso de
tratamiento con productos químicos orgánicos y/o inorgánicos.
Particularmente, dicha modificación se lleva a cabo mediante
tratamiento del producto mineral con ácidos orgánicos y/o
inorgánicos y sus sales.
Es también objeto de invención el procedimiento
de uso de los productos minerales descritos en el tratamiento y
depuración de aguas residuales mediante tratamientos biológicos
aerobios.
Se considera objeto de invención, igualmente, el
uso de los productos minerales descritos en procesos de depuración
biológica aerobia en combinación con agentes correctores de pH,
floculantes, coagulantes, decolorantes y sus mezclas. El producto
mineral puede estar presente en cualquiera de las posibles fases de
las que conste el proceso biológico aerobio en las que se hallen
presentes las bacterias responsables de la actividad depuradora del
proceso. El producto mineral puede ser usado tanto en sistemas de
lecho fijo como en sistemas de lecho fluido.
Para su uso en sistemas de lecho fluido, el
producto mineral puede ser añadido bien en su forma sólida bien en
forma de suspensión. Dicha suspensión puede ser obtenida mezclando
el producto mineral objeto de la Patente principal con agua o con
el vertido a tratar. La cantidad de producto mineral a utilizar se
encuentra entre un 0,001% y un 50%, preferiblemente entre un 0,001%
y un 20%, preferiblemente entre un 0,001% y un 10%, y más
preferiblemente entre un 0,001% y un 1%, siempre en materia seca
respecto de un litro del agua residual a tratar. La adición del
producto mineral objeto de la invención puede ser llevada a cabo en
cualquiera de las fases siempre que se ponga en contacto con los
fangos del proceso biológico. Son especialmente preferidas la
adición durante el proceso de aireación del licor mezcla o la
adición sobre el fango activo recirculado desde el tanque de
decantación al tanque de aireación, en un proceso del tipo fangos
activos o similar.
La adición del producto mineral objeto de
invención produce el incremento en el número de microorganismos
responsables de la depuración del vertido presentes en el reactor
biológico. Ese aumento en la cantidad de fango biológico se ha
visto además acompañada de una disminución en el volumen ocupado
por dichos fangos y con una mejora en su velocidad de decantación.
Estas observaciones describen al producto mineral objeto de
invención como un activador biológico eficaz en procesos de
depuración aerobia, incrementando la capacidad de depuración de
reactores biológicos existentes. Su uso permite igualmente el
diseño de reactores biológicos aerobios de menor volumen, pero que
mantengan su capacidad de depuración y que no originen un mayor
volumen de fangos en exceso que deban ser tratados
posteriormente.
Asimismo, mediante el uso del producto mineral
para depuración de aguas objeto de la invención se produce una
disminución en el valor del Índice Volumétrico de Fangos (IVF),
comprendida, dicha disminución, en un rango entre el 15% y 85%.
Igualmente, mediante el uso del producto mineral
para depuración de aguas objeto de la invención se produce una
mejora en uno o varios de los parámetros de depuración del agua
residual tratada, pudiendo ser dichos parámetros cualquiera de los
considerados para evaluar la calidad de la depuración obtenida,
destacando de forma no limitativa los siguientes: pH, Demanda
Química de Oxígeno, Demanda Biológica de Oxígeno, Sólidos en
Suspensión, Sólidos en Suspensión Totales, Nitrógeno Total Kjeldahl
(NTK), nitrógeno amoniacal, nitrógeno en forma de nitratos y/o
nitritos, concentración de fósforo, concentración de elementos
metálicos, concentración de Aceites y Grasas, V_{30},
Conductividad, Turbidez, olor y color.
La valoración de la utilidad del producto
mineral objeto de invención en la depuración mediante tratamientos
biológicos aerobios de aguas residuales contaminadas se llevó a
cabo mediante el análisis comparativo de los parámetros bien
conocidos en la industria que caracterizan la calidad de las aguas
residuales:
- -
- pH
- -
- Demanda Química de Oxígeno (DQO; mg/l)
- -
- Demanda Biológica de Oxígeno (DBO; mg/l)
- -
- Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK; mg/l)
- -
- Conductividad (\muS/cm)
- -
- Turbidez (NTU)
- -
- Sólidos en Suspensión (SS; mg/l)
- -
- Aceites y Grasas (mg/l)
- -
- V_{30} (ml)
Adicionalmente, se consideraron los principales
parámetros que caracterizan a los sistemas de depuración biológica
aerobia
- -
- Sólidos en Suspensión del reactor biológico (SSLM; mg/l)
- -
- Sólidos en Suspensión Volátiles del reactor biológico (SSVLM; mg/l). Determina la concentración de microorganismos dentro del reactor biológico.
- -
- Carga másica (C_{m}; kg DQO/kg SSVLM x día). Marca la relación existente entre la alimentación al reactor biológico y los microorganismos existentes en el mismo y se define por la siguiente fórmula:
C_{m} =
\frac{DQO_{e} \ x \ Q_{e}}{SSVLM \ x \
V_{r}}
- donde DQO_{e} es la DQO de entrada al reactor, Q_{e} es el caudal de entrada y V_{r} es el volumen del reactor biológico.
- -
- Índice Volumétrico de Fango (IVF, ml/g). Representa el volumen ocupado por un gramo de fango biológico.
La presente invención se ilustra mediante el
siguiente Ejemplo, que no debe considerarse en absoluto limitativo
de su alcance.
Ejemplo
El ejemplo ilustra el uso del producto mineral
objeto de la invención en un proceso de depuración biológica aerobia
de un agua residual procedente de la industria de los
mataderos.
Se llevó a cabo un pilotaje usando la tecnología
SBR (Sequencing Batch Reactor). Se elige esta tecnología al
considerarse que los resultados obtenidos en el pilotaje son más
fácilmente extrapolables a una planta industrial. Igualmente, todos
los resultados obtenidos en esta tecnología pueden ser
posteriormente extrapolables a tratamientos convencionales con
clarificación por decantación (fangos activos).
Se prepararon dos reactores piloto. El primero
de ellos (Reactor 1) se tomó como ensayo en blanco o patrón. El
segundo (Reactor 2) fue usado para adicionar diariamente una
composición de acuerdo a la invención. Cada uno de ellos trabaja
con una balsa de homogeneización aireada de un día de tiempo de
retención hidráulico.
El agua residual estudiada procedía de un
matadero. Se realizan 5 tomas de muestras en la planta tres veces
por semana. Los valores de DQO del vertido presentan gran variación
debido a las diferentes naturalezas de las especies sacrificadas
en el matadero. Su valor oscila entre los 1800 y los 10000
mg/l.
Para la puesta en marcha de ambos reactores se
inocularon con biomasa procedente de una depuradora de aguas
residuales urbanas. Se eligió este tipo de biomasa por criterios
biológicos y de proximidad. Dicho fango presentaba unos valores de
SSLM y de SSLVM de 2400 mg/l y 2040 mg/l respectivamente. La carga
másica de arranque de ambos reactores fue de 0,25 kg DQOIkg
SSVLM.
Después de un mes, los valores de SSLM (3500
mg/l) y SSVLM (2800 mg/l) de ambos reactores muestran que el fango
biológico urbano se ha adaptado al vertido a tratar. A partir de
este momento, se empezó a añadir una composición de acuerdo a la
invención directamente en el Reactor 2 en una dosis de 2 g/l.
Los resultados analíticos del vertido depurado
por ambos reactores no muestran apenas diferencias entre ellos. La
adición del producto mineral objeto de la invención no influye en
los valores de pH (que se mantiene en un rango óptimo de
funcionamiento) ni de conductividad. La eliminación de DQO con ambos
reactores es del orden de un 96%, con valores en muchos momentos,
menores a 100 mg/l. Algo similar se puede comentar sobre la
concentración de Aceites y Grasas o sobre el valor NTK. Ambos
reactores consiguen depuraciones con efluentes que cumplen
sobradamente las legislaciones más restrictivas al respecto.
La diferencia más significativa entre ambos
reactores viene dada por los valores de SSLM, SSVLM y C_{m}. En
la tabla 1 se reflejan los rangos para estos parámetros en ambos
reactores durante el período de pilotaje.
| Reactor 1 | Reactor 2 | |
| SSLM (mg/l) | 3500-5000 | 8000-10000 |
| SSVLM (mg/l) | 3000-4500 | 5000-8000 |
| C_{m} (kg DQO/kg SSVLM x día) | 0,20 | 0,11 |
La gran diferencia en los valores de SSLM viene
marcada por la naturaleza inorgánica del producto mineral objeto de
la invención, que se añade en el Reactor 2 en una dosis de 2 g/l.
La comparativa entre SSVLM marca la diferencia entre las
concentraciones de sólidos que realmente intervienen en el proceso
de depuración del vertido tratado. La concentración en el Reactor
2, donde se adiciona el producto mineral objeto de la invención, es
de 1,6 a 1,8 veces superior que en el Reactor 1.
Como se ha comentado, el Reactor 1 es capaz de
producir una perfecta depuración del vertido tratado, indicando que
el valor de C_{m} de 0,20 kg DQO/kg SSVLM x día es adecuado. De
forma lógica, el Reactor 2, donde se produce la adición del
producto mineral objeto de invención, podría depurar el vertido
tratado si operara con ese mismo valor de vertido de C_{m}.
Atendiendo a la definición de C_{m}, y considerando el valor de
SSVLM en el Reactor 2, se comprueba que la adición objeto de
invención a un reactor biológico aerobio, permite bien depurar
adecuadamente mayores cargas contaminantes, bien el diseño de
nuevos reactores con un volumen menor. Concretamente, si
diseñáramos el Reactor 2 para que trabajara con esa carga másica de
0,2 kg DQO /kg SSVLM, obtendríamos que el volumen del Reactor 2
sería de un 40% inferior que el volumen del Reactor 1.
Ese diseño vendría avalado además por el
diferente comportamiento observado en ambos reactores en la
decantación de los fangos producidos, como se refleja en los
valores de IVF de cada uno de los reactores (tabla 2).
| Reactor 1 | Reactor 2 | |
| IVF (ml/g) | 209 | 82 |
Se observa la reducción en el valor de un 60%.
Además esto se consigue con un valor de SSLM del doble para el
Reactor 2, en el cual se añade el producto mineral objeto de la
invención.
El volumen ocupado por dichos fangos en el
Reactor 2 es aproximadamente un 40% menor que los fangos obtenidos
en el Reactor 1. El uso de un producto mineral de acuerdo a la
invención permitiría diseñar un reactor con volumen menor sin que
por ello se produzca una mayor cantidad de fangos biológicos en
exceso, manteniendo la misma capacidad de depuración del vertido
tratado.
Claims (19)
1. Un producto mineral para la mejora
tecnológica de tratamientos biológicos aerobios
caracterizado porque comprende:
- -
- 45 a 95% en peso de arcillas; y,
- -
- entre 4 y 55% en peso de carbonatos minerales,
y dicho producto mineral ha sido modificado
mediante un tratamiento seleccionado entre:
- -
- un tratamiento térmico a una temperatura comprendida entre 20 y 1200ºC, 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.
2. Un producto mineral según la reivindicación
1, caracterizado porque dichas arcillas son sepiolita y/o
paligorskita.
3. Un producto mineral según una de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque dichas arcillas
están seleccionadas del grupo formado por sepiolita, paligorskita,
esmectitas, ilita y sus mezclas.
4. Un producto mineral según la reivindicación
3, caracterizado porque dichas arcillas se presentan en los
siguientes porcentajes:
con respecto al peso total de la
composición.
5. Un producto mineral según la reivindicación
1, caracterizado porque dichas esmectitas están
seleccionadas del grupo formado por montmorillonita, beidellita,
hectorita, nontronita, saponita, sauconita, estevensita y sus
mezclas.
6. Un producto mineral según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dichos
carbonatos minerales están seleccionados del grupo formado por
CaCO_{3}, MgCO_{3}, CaMg(CO_{3})_{2},
FeCO_{3} y sus mezclas.
7. Un producto mineral según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
incluye adicionalmente hasta un 20% en peso de minerales
seleccionados del grupo formado por feldespatos, plagioclasas,
micas, cuarzo, caolinita, talco, clorita, vermiculita, haloisita y
sus mezclas, siempre respecto del peso total de la composición.
8. Un producto mineral según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado por presentarse
como un producto poroso granular con tamaño de grano menor de 5 mm,
preferentemente menor de 0,6 mm, preferentemente menor de 150
\mum, preferentemente menor de 10 \mum.
9. Uso de un producto mineral definido en
cualquiera de la reivindicaciones 1 a 8 en tratamientos de
depuración de aguas residuales mediante tratamientos biológicos,
bien aerobios bien anaerobios.
10. Uso según la reivindicación 9,
caracterizado porque el tratamiento se realiza mediante
sistemas de tratamiento biológico aerobio de lecho fijo.
11. Uso según la reivindicación 9,
caracterizado porque el tratamiento se realiza mediante
sistemas de tratamiento biológico aerobio de lecho móvil.
12. Uso según la reivindicación 9,
caracterizado porque el tratamiento se realiza mediante un
sistema que corresponde a la tecnología de fangos activos.
\newpage
13. Uso según la reivindicación 9,
caracterizado porque dicho sistema corresponde a la
tecnología de SBR (Sequencing Batch Reactor).
14. Uso según una de las reivindicaciones 9 a
13, caracterizado porque se usan adicionalmente agentes
correctores de pH, floculantes, coagulantes, decolorantes y sus
mezclas.
15. Uso según una de las reivindicaciones 9 a
14, caracterizado porque la cantidad de producto mineral se
encuentra entre un 0,001 y un 50% en materia seca respecto de un
litro del agua residual a tratar.
16. Uso según una de las reivindicaciones 9 a
15, caracterizado porque el producto mineral se adiciona en
forma sólida.
17. Uso según una de las reivindicaciones 9 a
16, caracterizado porque el producto mineral se adiciona en
forma de suspensión líquida.
18. Uso según cualquiera de las reivindicaciones
9 a 17, caracterizado porque se produce una disminución en
el valor del Índice Volumétrico de Fangos (IVF), comprendido en un
rango entre el 15% y 85%.
19. Uso según cualquiera de las reivindicaciones
9 a 17, caracterizado porque se produce una mejora en uno o
varios de los parámetros de depuración del agua residual tratada,
pudiendo ser dichos parámetros cualquiera de los considerados para
evaluar la calidad de la depuración obtenida, destacando de forma
no limitativa los siguientes: pH, Demanda Química de Oxígeno,
Demanda Biológica de Oxígeno, Sólidos en Suspensión, Sólidos en
Suspensión Totales, Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK), nitrógeno
amoniacal, nitrógeno en forma de nitratos y/o nitratos,
concentración de fósforo, concentración de elementos metálicos,
concentración de Aceites y Grasas, V_{30}, Conductividad,
Turbidez, olor y color.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200501850A ES2265773B1 (es) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Producto mineral para la mejora tecnologica de tratamientos biologicos aerobios y uso. |
| EP20060380196 EP1749798A1 (en) | 2005-07-28 | 2006-07-12 | Mineral product for the technological improvement of aerobic biological treatments and corresponding use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200501850A ES2265773B1 (es) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Producto mineral para la mejora tecnologica de tratamientos biologicos aerobios y uso. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2265773A1 true ES2265773A1 (es) | 2007-02-16 |
| ES2265773B1 ES2265773B1 (es) | 2008-02-01 |
Family
ID=37102090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200501850A Active ES2265773B1 (es) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Producto mineral para la mejora tecnologica de tratamientos biologicos aerobios y uso. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1749798A1 (es) |
| ES (1) | ES2265773B1 (es) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2349603A1 (es) * | 2009-05-05 | 2011-01-07 | Sociedad Anonima Minera Catalano-Aragonesa | Producto mineral para el tratamiento del agua destinada a la produccion de agua de consumo humano y uso. |
| CN110550732A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-10 | 普罗生物技术（上海）有限公司 | 一种生物解毒剂及其用途 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103936155B (zh) * | 2014-05-12 | 2015-08-05 | 西南大学 | 一种利用蒙脱石提高污水脱氮能力的方法 |
| CN108069513A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种反硝化细菌活化填充料及其制备方法和应用 |
| CN113929109A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-14 | 盱眙凹土能源环保材料研发中心 | 一种凹凸棒石黏土的改性方法及其应用于有机废水厌氧和好氧生化处理方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2200350A (en) * | 1987-01-29 | 1988-08-03 | Le I Inzhenerov Zheleznodorozh | Process for producing granulated filter material for water purification |
| US4765908A (en) * | 1985-02-04 | 1988-08-23 | Barbara Monick | Process and composition for removing contaminants from wastewater |
| US20020179534A1 (en) * | 1996-10-07 | 2002-12-05 | A. S Norsk Leca | Light expanded clay aggregates for phosphorus removal |
| ES2233199B2 (es) * | 2003-11-20 | 2006-04-16 | Sociedad Anonima Minera Catalano-Aragonesa | Composicion ecologica para el tratamiento y depuracion de aguas residuales. |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3728812A1 (de) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 | Marx Guenther | Mineralischer stoff, verfahren zu seiner herstellung und verwendung desselben |
| FR2753988B1 (fr) * | 1996-10-02 | 1998-11-06 | Eparco Sa | Activateur biologique pour fosse septique ou equivalent a base d'argile |
| DE602004022762D1 (de) * | 2003-11-20 | 2009-10-08 | Minera Catalano Aragonesa Sa | Zusammensetzung aus Ton und Dolomit zur Behandlung von Abwassern |
-
2005
- 2005-07-28 ES ES200501850A patent/ES2265773B1/es active Active
-
2006
- 2006-07-12 EP EP20060380196 patent/EP1749798A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4765908A (en) * | 1985-02-04 | 1988-08-23 | Barbara Monick | Process and composition for removing contaminants from wastewater |
| GB2200350A (en) * | 1987-01-29 | 1988-08-03 | Le I Inzhenerov Zheleznodorozh | Process for producing granulated filter material for water purification |
| US20020179534A1 (en) * | 1996-10-07 | 2002-12-05 | A. S Norsk Leca | Light expanded clay aggregates for phosphorus removal |
| ES2233199B2 (es) * | 2003-11-20 | 2006-04-16 | Sociedad Anonima Minera Catalano-Aragonesa | Composicion ecologica para el tratamiento y depuracion de aguas residuales. |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2349603A1 (es) * | 2009-05-05 | 2011-01-07 | Sociedad Anonima Minera Catalano-Aragonesa | Producto mineral para el tratamiento del agua destinada a la produccion de agua de consumo humano y uso. |
| CN110550732A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-10 | 普罗生物技术（上海）有限公司 | 一种生物解毒剂及其用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1749798A1 (en) | 2007-02-07 |
| ES2265773B1 (es) | 2008-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Comprehensive evaluation of substrate materials for contaminants removal in constructed wetlands | |
| Kadam et al. | Treatment of municipal wastewater using laterite-based constructed soil filter | |
| ES2265773B1 (es) | Producto mineral para la mejora tecnologica de tratamientos biologicos aerobios y uso. | |
| US6569342B1 (en) | Process for treating waters, soils, sediments and/or silts | |
| Oguz et al. | Removal of phosphate from waste waters by adsorption | |
| ES2332651T3 (es) | Composicion ecologica para el tratamiento y purificacion de aguas residuales. | |
| Kumar et al. | The efficiency of zeolites in water treatment for combating ammonia–An experimental study on Yamuna River water & treated sewage effluents | |
| Abou-Elela et al. | Utilization of autoclaved aerated concrete solid waste as a bio-carrier in immobilized bioreactor for municipal wastewater treatment | |
| ES2430347T3 (es) | Utilización de un producto mineral que contiene arcillas y carbonatos minerales como agentes coagulantes-floculantes para la producción de agua potable | |
| Patrick et al. | Origins, Mechanisms, and Remedies of Fluoride Ions from Ground and Surface Water: A Review | |
| Dacewicz et al. | The importance of media in wastewater treatment | |
| KR102438279B1 (ko) | 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법 | |
| Marzec et al. | The use of carbonate-silica rock (opoka) to remove iron, manganese and indicator bacteria from groundwater | |
| ES2257947B2 (es) | Mejoras introducidas en la patente 200302716, por: composicion ecologica para el tratamiento y depuracion de aguas residuales. | |
| JPS61133140A (ja) | 水浄化用組成物 | |
| RU2143947C1 (ru) | Сорбент для очистки природных вод и почвы от нефтяных загрязнений "москат" | |
| Zakaria et al. | Lactic acid removal from wastewater by using different types of activated clay | |
| JPH10277541A (ja) | ゼオライト系水質浄化剤 | |
| KR101097854B1 (ko) | 유기질 비료 및 그 제조방법 | |
| Tran et al. | Autoclaved aerated concrete grains as alternative absorbent and filter media for phosphorus recovery from municipal wastewater: A case study in Hanoi, Vietnam | |
| KR20050103071A (ko) | 미생물이 담지된 수처리제 | |
| Anielak et al. | Influence of zeolites on kinetics and effectiveness of the process of sewage biological purification in sequencing batch reactors | |
| RU2147294C1 (ru) | Способ очистки воды в открытых водоемах с непроточной или слабопроточной водой | |
| KR20050095810A (ko) | 유기폐수를 이용한 산성 토질의 개선방법 및 이에 사용되는개선제 | |
| Olah et al. | Simultaneous separation of suspended solids, ammonium and phosphate ions from waste water by modified clinoptilolite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070216 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2265773B1 Country of ref document: ES |