ES2289899B1 - Procedimiento y sistema para el tratamiento de agua contaminada con nitratos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento y sistema para el tratamiento de aguas contaminadas por nitratos. Este procedimiento comprende el trasvase de una parte del agua contaminada directamente, sin tratar, a un depósito de distribución (3), el tratamiento del resto de agua contaminada con su sistema de osmosis (5) que proporciona una parte de agua con una baja concentración de nitratos, que es incorporada al depósito de distribución (3), y una parte de agua con una elevada concentración de nitratos que es sometida, antes de ser incorporada al depósito de distribución, a un proceso electrolítico, a un proceso físico-químico y a un proceso de filtrado. También incluye un sistema para realizar el procedimiento indicado.
Description
Procedimiento y sistema para el tratamiento de
agua contaminada con nitratos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un sistema para el tratamiento de agua
contaminada con nitratos.
La contaminación de los acuíferos por nitratos
procedentes de explotaciones ganaderas, abonos y en algunos casos
por la propia composición del terreno constituye un problema
importante, ya que unos niveles elevados de nitratos o nitritos en
el agua impiden su distribución y consumo.
Actualmente existen algunos procedimientos para
eliminar, o al menos reducir, el nivel de nitratos contenidos en
aguas contaminadas, encontrándose recogidos algunos de ellos en los
documentos siguientes: patente europea EP 291 330, la patente
española ES1065129, la patente inglesa UK2267290 y la patente
española ES2173035.
Generalmente para eliminar o al menos reducir la
cantidad de nitratos contenidos en aguas contaminadas se recurre al
tratamiento de la totalidad del agua a tratar mediante procesos
electrolíticos y de intercambio iónico que generan diversos
problemas, entre los que cabe destacar el elevado coste del
tratamiento, el problema que supone la descontaminación periódica
de las células electrolíticas y resinas mediante la utilización de
regenerantes que realizan la extracción de los nitratos acumulados
en las mismas. La utilización de estos regenerantes requiere además
la utilización de agua para lavados periódicos y la eliminación de
una parte del agua a tratar.
El procedimiento de la presente invención
presenta unas particularidades constructivas que permiten reducir
notablemente los nitratos contenidos en aguas altamente
contaminadas, hasta unos niveles aptos para el consumo, con la
particularidad de que se realiza el tratamiento de solo una parte
del agua contaminada, reduciéndose notablemente el coste del
tratamiento y de que se recupera la totalidad del agua contaminada,
y no una parte de ella, como ocurre alguno de los documentos
mencionados anteriormente.
Este procedimiento contempla el trasvase de una
parte del agua contaminada con nitratos, de forma directa, es
decir, sin tratamiento alguno, a un depósito de distribución, y el
tratamiento de la parte restante del agua contaminada con un
sistema de ósmosis que proporciona una parte de agua contaminada
con una baja contaminación de nitratos, la cual es incorporada al
depósito de distribución, y una parte de agua con una elevada
concentración de nitratos. Esta parte de agua contaminada con una
elevada concentración nitratos y suministrada por el sistema de
ósmosis es sometida en una primera fase a un proceso electrolítico
con célula de alta frecuencia con una elevada zona reductora para
la transformación de los nitratos en nitritos y de los nitritos en
nitrógeno en estado gaseoso, siendo éste ultimo liberado a la
atmósfera.
En una segunda fase el agua tratada mediante
proceso electrolítico es sometida a un proceso
físico-químico en el que se produce la floculación
y decantación de los lodos y partículas sólidas contenidas en el
agua, y que son separados posteriormente, en una tercera fase
mediante un tratamiento de filtración.
Finalmente la porción de agua sometida a los
procesos electrolíticos, físico químico y de filtración se
incorpora al depósito de distribución, donde se mezcla con la parte
de agua que no ha sido sometida a tratamiento alguno y con aquella
parte del agua con una baja concentración de nitratos que ha sido
proporcionada por el sistema de ósmosis, encontrándose por tanto en
dicho depósito de distribución una cantidad de agua igual a la
inicial.
Las partes o porcentajes de agua que acceden al
depósito de distribución sin tratamiento alguno, solamente
sometidas al tratamiento de ósmosis y sometidas al tratamiento
completo pueden variarse en función del grado contaminación con
nitratos del agua a tratar y del nivel de nitratos que se desee
obtener finalmente en la totalidad del agua agrupada finalmente en
el depósito de distribución.
En esta invención también se incluye un sistema
para realizar el tratamiento del agua contaminada con nitratos,
según el procedimiento descrito, presentando dicho sistema unas
características que se encuentran recogidas en las reivindicaciones
y que se comprenderán con mayor facilidad a partir del ejemplo de
realización mostrado en las figuras adjuntas.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista esquemática del
sistema para el tratamiento de aguas contaminadas con nitratos, de
acuerdo con el procedimiento mencionado anteriormente.
En ejemplo de realización mostrado en las
figuras, el sistema de la invención, comprende un primer conducto
(1) para el paso directo de una parte del agua a tratar desde un
depósito o acuífero (2) contenedor del agua contaminada a un
depósito de distribución (3) y un segundo conducto (4) para la
impulsión de la parte restante del agua hacia un sistema de ósmosis
(5) equipada con membranas especiales de poliamida para conseguir
una mayor concentración de nitratos.
Dicho sistema de ósmosis proporciona a través de
una salida agua osmotizada con una baja concentración de nitratos y
a través de una segunda salida, agua de rechazo con una elevada
concentración de nitratos.
La salida del sistema de ósmosis que proporciona
agua con una baja concentración de nitratos está conectada mediante
un conducto (51) al depósito de distribución (3).
La otra salida del sistema de ósmosis, que
suministra agua con una elevada concentración de nitratos, está
conectada a un conducto (52) en el que se encuentran intercalados y
dispuestos en serie: una célula electrolítica (6) de alta
frecuencia, una estación (7) de tratamiento
físico-químico y unos medios de filtrado,
encontrándose conectada la salida de dicho conducto (52) al
depósito de distribución (3).
La mencionada célula electrolítica es de alta
frecuencia y esta provista de electrodos que actúan
alternativamente, con una temporización asimétrica, como ánodo y
cátodo generando una zona altamente reductora, en la que los
nitratos se convierten en nitritos y los nitritos en nitrógeno en
estado gaseoso, siendo liberado el nitrógeno a la atmósfera.
En la figura mostrada los medios de filtrado
intercalados en conducto (52) están representados esquemática por
un filtro-prensa (81) encargado de compactar y
extraer los lodos sólidos y por un filtro de refino (82) dispuesto
a continuación del filtro-prensa (81).
Este sistema incorporará los elementos
hidráulicos (válvulas, distribuidores y bombas) necesarios para
controlar la relación o proporción de agua a tratar que pasa
directamente del acuífero o depósito (2) al depósito de
distribución y hacia el sistema de ósmosis dependiendo, de una
parte, de la concentración de nitratos existente en el agua
contenida en el depósito o acuífero (2) y, de otra parte, de la
cantidad de nitratos admisible en el agua obtenida en el depósito
de distribución (3) una vez tratada una parte de la misma.
En primer caso práctico y de acuerdo con el
procedimiento de la invención, se tratan 300 m^{3} (metros
cúbicos) de agua contaminada con una concentración de nitratos de
100 mg./l. (miligramos por litro), pasando directamente 100 m^{3}
de agua contaminada desde el acuífero (2) hasta el depósito de
distribución (3) a través del conducto (1), mientras que los 200
m^{3} restantes son impulsados a una presión elevada, por ejemplo
mediante una bomba hidráulica (41), hacia el sistema de ósmosis (5)
que proporciona 70 m^{3} de agua con una baja concentración de
nitratos, de 1 a 2 mg./l., los cuales son conducidos al depósito de
distribución (3) por el conducto (51), y 130 m^{3} de agua con
una concentración elevada de nitratos, del orden de 145 mg./l.
Estos 130 m^{3} de agua, con una elevada
concentración de nitratos, son conducidos por el conducto (52) y
tratados sucesivamente: en la célula electrolítica (6) de alta
frecuencia, donde se eliminan una parte importante de los nitratos
en forma de nitrógeno en estado gaseoso, en la estación (7) de
tratamiento físico-químico, donde se acumulan y
decantan los lodos y partículas sólidas contenidos en el agua, y en
los medios de filtrado (81, 82) donde son eliminados dichos lodos,
obteniéndose finalmente los 130 m^{3} de agua tratados con una
concentración de nitratos de unos
70 mg./l.
70 mg./l.
Estos 130 m^{3} son entregados finalmente al
depósito de distribución, mezclándose con los 100 m^{3} que no
han sido tratados y con los 70 m^{3} que solo han sido tratados
en el sistema de ósmosis, obteniendo en total, en el interior de
dicho depósito de distribución (3), los 300 m^{3} iniciales de
agua a tratar, pero con una concentración de nitratos del orden de
65 mg./l.
En un segundo ejemplo de realización, se tratan
350 m^{3} (metros cúbicos) de agua contaminada con una
concentración de nitratos de 45 mg./l. (miligramos por litro),
pasando directamente 100 m^{3} de agua contaminada desde el
acuífero (2) hasta el depósito de distribución (3). Los 250 m^{3}
son tratados con el sistema de ósmosis (5) que proporciona 150
m^{3} de agua con una concentración de nitratos del orden de 2
mg./l., los cuales son conducidos al depósito de distribución (3),
y 100 m^{3} de agua con una concentración de nitratos de 98
mg./l.
Estos 100 m^{3} de agua son tratados
sucesivamente: en la célula electrolítica (6) de alta frecuencia,
en la estación (7) de tratamiento fisico-químico y
en los medios de filtrado (81, 82) reduciéndose su concentración de
nitratos a unos 40 mg./l. antes de ser incorporados al depósito de
distribución.
En este segundo ejemplo se obtienen en depósito
de distribución (3) los 350 m^{3} iniciales de agua, con una
concentración de nitratos en torno a los 25 mg./l.
Por tanto, con el sistema y el procedimiento de
la invención se puede reducir notablemente la concentración del
nitratos en aguas altamente contaminadas, tratando solo parte del
agua y obteniendo, con un coste reducido de tratamiento, la misma
cantidad inicial de agua pero con una concentración de nitratos que
permite su distribución y consumo sin riesgos para la salud.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como unos ejemplos prácticos de realización, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (6)
1. Procedimiento para el tratamiento de aguas
contaminadas por nitratos; caracterizado porque comprende:
a) el trasvase de una parte del agua contaminada directamente, sin
tratar, a un depósito de distribución, b) el tratamiento del resto
de agua contaminada con un sistema de ósmosis para la obtención de
una parte de agua con una baja concentración de nitratos, que es
incorporada al depósito de distribución, y de una parte de agua con
una elevada concentración de nitratos que es sometida: en una
primera fase a un proceso electrolítico con elevada zona reductora
para la transformación de los nitratos a nitritos y de los nitritos
a nitrógeno en estado gaseoso que es liberado a la atmósfera; en
una segunda fase a un proceso físico-químico en el
que se produce la floculación y decantación de los elementos o
partículas sólidas contenidas en el agua, y en una tercera fase a
un proceso de filtrado en el que se separan los lodos y partículas
sólidas contenidas en el agua, incorporándose finalmente el agua
tratada y filtrada al depósito de distribución.
2. Sistema para el tratamiento de aguas
contaminadas por nitratos; caracterizado porque comprende un
primer conducto (1) para el paso directo de una parte del agua a
tratar desde un depósito o acuífero (2) contenedor del agua
contaminada a un depósito de distribución (3), un segundo conducto
(4) para la impulsión de la parte restante del agua hacia un
sistema de ósmosis (5) provista de una salida del agua con una baja
concentración de nitratos proporcionada por el sistema de ósmosis,
estando dicha salida conectada mediante un conducto (51) al
depósito de distribución, y de una salida de agua con una elevada
concentración de nitratos proporcionada por el sistema de ósmosis,
estando dicha salida conectada a conducto (52) en el que se
encuentran intercalados y dispuestos en serie: una 1 célula
electrolítica (6), una estación (7) de tratamiento
físico-químico y unos medios de filtrado,
encontrándose conectada la salida de dicho conducto (52) al
depósito de distribución (3).
3. Sistema, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el sistema de ósmosis (5) está equipada
con membranas especiales de poliamida para conseguir una mayor
concentración de nitratos.
4. Sistema, según la reivindicación 2,
caracterizado porque la célula electrolítica es de alta
frecuencia y esta provista de electrodos que actúan
alternativamente con una temporización asimétrica como ánodo y
cátodo.
5. Sistema, según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios de filtrado comprenden un
filtro-prensa (81) para la eliminación de los
lodos.
6. Sistema, según la reivindicación 5,
caracterizado porque los medios de filtrado comprenden
adicionalmente, a la salida del filtro prensa (81) un filtro de
refino (82).
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