ES2265773B1 - Producto mineral para la mejora tecnologica de tratamientos biologicos aerobios y uso. - Google Patents

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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.
Campo técnico de la invención
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.
Estado de la técnica anterior a la invención
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.
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.
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- 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.
Descripción detallada de la invención
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).
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.
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.
Modos de realización de la invención
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.
TABLA 1
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).
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:
% (p/p) - sepiolita y/o paligorskita: 5-80 - esmectitas: 5-40 - ilita: 0-30
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.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2349603B1 (es) * 2009-05-05 2011-10-28 Sociedad Anonima Minera Catalano-Aragonesa Producto mineral para el tratamiento del agua destinada a la produccion de agua de consumo humano y uso.
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
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
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

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
GB2200350B (en) * 1987-01-29 1990-08-22 Le I Inzhenerov Zheleznodorozh Process for producing granulated filter material for water purification
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
US6627083B2 (en) * 1996-10-07 2003-09-30 A.S. Norsk Leca Light expanded clay aggregates for phosphorous removal
ES2233199B2 (es) * 2003-11-20 2006-04-16 Sociedad Anonima Minera Catalano-Aragonesa Composicion ecologica para el tratamiento y depuracion de aguas residuales.
ATE440805T1 (de) * 2003-11-20 2009-09-15 Minera Catalano Aragonesa Sa Zusammensetzung aus ton und dolomit zur behandlung von abwassern

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