ES2293827A1 - Device for removing nitrate from water, has anode, cathode and ion-exchange membrane, which carries out electrochemical reduction - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositivo y procedimiento de eliminación de nitratos del agua.Device and removal procedure water nitrates
La presente invención se engloba en el área del desarrollo de un sistema de tratamiento que permita la destrucción de nitratos en aguas potables y/o residuales, obteniendo como resultado gases inertes, nitrógeno y oxígeno.The present invention is encompassed in the area of development of a treatment system that allows destruction of nitrates in drinking water and / or wastewater, obtaining as result inert gases, nitrogen and oxygen.
La presencia de nitratos en el agua con niveles muy superiores a los admitidos por algunas agencias gubernamentales como la Organización Mundial de la Salud (50 mg/l) o la Agencia de Protección Ambiental de los EEUU (10 mg/l), origina un grave problema al limitar los caudales de agua utilizables. Esto se debe a que el tratamiento de estas aguas es costoso y en la mayoría de los casos los nitratos son separados de la corriente principal sin ser destruidos. Esto origina residuos con elevadas concentraciones de nitratos.The presence of nitrates in water with levels far superior to those admitted by some agencies Government as the World Health Organization (50 mg / l) or the US Environmental Protection Agency (10 mg / l), originates a serious problem limiting usable water flows. This it is because the treatment of these waters is expensive and in the Most cases nitrates are separated from the current Main without being destroyed. This causes waste with high nitrate concentrations
Los problemas de salud derivados de la presencia de estos nitratos en las diferentes fuentes de agua son diversos. Está demostrado que la ingestión de agua contaminada con nitratos por encima de los niveles admitidos afecta seriamente la salud de las personas, en especial la de los lactantes y determinados colectivos de adultos causando trastornos sanguíneos.Health problems arising from the presence Of these nitrates in different water sources are diverse. It is shown that ingestion of water contaminated with nitrates above the admitted levels seriously affects the health of people, especially infants and certain adult groups causing blood disorders.
El origen principal de estos nitratos en el agua son los abonos utilizados en el campo, los cuales contienen altos niveles de estos contaminantes. En este sentido, existe una reglamentación para evitar esta contaminación procedente de fuentes agrarias.The main origin of these nitrates in water are the fertilizers used in the field, which contain high levels of these contaminants. In this sense, there is a regulations to avoid this contamination from sources agrarian
Pero ésta no es la única fuente contaminante que debe ser tenida en cuenta. La existencia de muchos vertidos industriales que son llevados a cauces públicos, también origina problemas de eutrofización en lagos y ríos o infiltrándose en acuíferos contaminando así los mismos.But this is not the only polluting source that It must be taken into account. The existence of many spills industrials that are taken to public channels, also originates eutrophication problems in lakes and rivers or infiltrating aquifers thus polluting them.
Por todo esto, es necesario encontrar una solución real a este problema de contaminación. Lo que se pretende es desarrollar una técnica limpia y eficaz para la destrucción de nitratos que en muchas ocasiones supone una limitación del empleo y/o consumo de agua dulce.For all this, it is necessary to find a Real solution to this pollution problem. What is intended is to develop a clean and effective technique for the destruction of nitrates that in many cases involve a limitation of employment and / or consumption of fresh water.
Existen varios estudios en este campo. US 6,030,520 emplea un sistema de reducción de nitratos que consiste en el empleo combinado de un metal reductor y de una amida. Este tratamiento permite la destrucción de los nitratos obteniendo nitrógeno como producto residual.There are several studies in this field. US 6,030,520 employs a nitrate reduction system consisting of in the combined use of a reducing metal and an amide. This treatment allows the destruction of nitrates obtaining nitrogen as residual product.
Alternativamente, US 6,436,275 se basa también en un proceso de reducción de nitratos, utilizando también una amida, pero el mecanismo empleado es un proceso electroquímico en vez de un metal reductor. En US 6,436,275, la dosis de sulfamida que se emplea es cinco veces la cantidad estequiométrica. Ambas invenciones citadas anteriormente se refieren a métodos de tratamientos de aguas con concentraciones de nitratos de g/l.Alternatively, US 6,436,275 is also based in a nitrate reduction process, also using a amide, but the mechanism used is an electrochemical process in instead of a metal reducer. In US 6,436,275, the dose of sulfamide that is used is five times the stoichiometric amount. Both inventions cited above refer to methods of water treatments with nitrate concentrations of g / l.
El problema que debe ser resuelto es principalmente la aparición de productos no deseados y la generación de corrientes de rechazo. Hasta ahora, todos los sistemas desarrollados son de separación, con presencia de una corriente de rechazo con una concentración elevada de nitratos. Además, estos procesos conocidos hasta ahora son procesos lentos, de difícil control y con la posibilidad de formación de amoníaco y otro tipo de residuos orgánicos. Para evitar esta formación de productos no deseados y para evitar la necesidad de una corriente de rechazo, el dispositivo de la presente invención dispone de una membrana de intercambio iónico, que mantiene separados los dos compartimentos del reactor. Esto aumenta el rendimiento de la reacción de electrorreducción que se lleva a cabo en dicho reactor, debido a la separación del catolito y el anolito, por lo que se obtiene únicamente como producto un gas inerte, el nitrógeno, sin generar corrientes de rechazo.The problem that must be solved is mainly the appearance of unwanted products and the generation of rejection currents. So far, all developed systems are separation, with the presence of a rejection current with a high concentration of nitrates. In addition, these processes known so far are slow processes, of difficult control and with the possibility of ammonia formation and Other type of organic waste. To avoid this formation of unwanted products and to avoid the need for a current of rejection, the device of the present invention has a ion exchange membrane, which keeps the two separate reactor compartments. This increases the performance of the electroreduction reaction that is carried out in said reactor, due to the separation of the catholyte and the anolyte, so obtains only as an product an inert gas, nitrogen, without generate rejection currents.
La presente invención se refiere a un dispositivo para la eliminación de nitratos del agua mediante reducción electroquímica caracterizado porque puede comprender:The present invention relates to a nitrate removal device from water by electrochemical reduction characterized in that it can comprise:
- un ánodo,- an anode,
- un cátodo, y- a cathode, and
- una membrana de intercambio iónico.- an ion exchange membrane.
La figura 1 muestra dicho dispositivo de manera esquemática siendo (1.1) el ánodo, (1.2) la membrana, (1.3) el cátodo y (1.4) la carcasa exterior de dicho dispositivo.Figure 1 shows said device in a manner schematic being (1.1) the anode, (1.2) the membrane, (1.3) the cathode and (1.4) the outer casing of said device.
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De manera preferente, dicho cátodo es un cátodo de cobre seleccionado entre chapa perforada de cobre (bidimensional), musgo polimérico de cobre (tridimensional), viruta de cobre (tridimensional).Preferably, said cathode is a cathode of copper selected from perforated copper plate (two-dimensional), polymeric copper moss (three-dimensional), chip of copper (three-dimensional).
Además, dicho dispositivo comprende de manera preferente:In addition, said device comprises preferential:
- una varilla de acero inoxidable como ánodo,- a stainless steel rod like anode,
- un cátodo de musgo polimérico de cobre, y- a cathode of copper polymer moss, and
- una membrana de intercambio catiónico.- a cation exchange membrane.
El dispositivo para la eliminación de nitratos que combina el tratamiento electroquímico con el químico de la presente invención, puede tratar en continuo aguas con una concentración de nitratos entorno a 100 mg/l consiguiendo valores finales inferiores a los 50 mg/l, obteniendo así agua tratada que sea apta para el consumo humano. Mediante la configuración del dispositivo electrolítico de la presente invención, se demuestra que es posible reducir concentraciones de nitratos (del orden de mg/l) consiguiendo concentraciones de nitratos por debajo de 50 mg/l, tal y como se muestra en la figura 5.The nitrate removal device which combines electrochemical treatment with the chemical of the present invention, can continuously treat water with a nitrate concentration around 100 mg / l getting values endings lower than 50 mg / l, thus obtaining treated water that It is suitable for human consumption. By configuring the electrolytic device of the present invention, is demonstrated that it is possible to reduce nitrate concentrations (of the order of mg / l) getting nitrate concentrations below 50 mg / l, as shown in figure 5.
La utilización de un cátodo tridimensional favorece el proceso de electro-reducción debido al aumento de superficie efectiva del cátodo lo que además disminuye los problemas asociados a la difusión de los nitratos que son habituales al trabajar a bajas concentraciones de los mismos. El uso de un cátodo tridimensional, implica una mayor superficie de contacto catódica y con ello implica un aumento de la velocidad de reacción electroquímica. Este hecho supone el empleo de reactores que requieren tiempos de retención más bajos lo que implica menores costes en el inmovilizado del equipo (reactores de dimensiones más pequeñas).The use of a three-dimensional cathode favors the electro-reduction process due to increase in effective cathode surface which also decreases the problems associated with the diffusion of nitrates that are usual when working at low concentrations thereof. He use of a three-dimensional cathode, implies a greater surface area of cathodic contact and thus implies an increase in the speed of electrochemical reaction This fact implies the use of reactors which require lower retention times which means shorter costs in fixed assets of the equipment (reactors of dimensions plus little).
Además, la velocidad de reducción electrolítica de nitrato, se ve incrementada ostensiblemente por un diseño específico que emplea la membrana de intercambio iónico, mejorándose así la difusión de los nitratos del medio tal y como se muestra en la figura 5. En ausencia de dicha membrana, la velocidad de reducción es prácticamente nula (7 mg/h) mientras que en presencia de la misma, la velocidad de reducción puede tomar valores entre 27 y 45,25 mg/h dependiendo del tipo de cátodo empleado.In addition, the speed of electrolytic reduction nitrate, is significantly increased by a design specific that the ion exchange membrane employs, thus improving the diffusion of nitrates from the medium as it is shown in figure 5. In the absence of said membrane, the velocity reduction is practically zero (7 mg / h) while in presence of it, the speed of reduction can take values between 27 and 45.25 mg / h depending on the type of cathode employee.
De manera preferente, la membrana de intercambio catiónico es una membrana catiónica de electrodiálisis.Preferably, the exchange membrane Cationic is a cationic electrodialysis membrane.
Esta membrana de intercambio iónico permite la separación del compartimento anódico y catódico.This ion exchange membrane allows the separation of the anodic and cathodic compartment.
Este dispositivo trabaja con dos circuitos hidráulicamente independientes, uno para el anolito y otro para el catolito.This device works with two circuits hydraulically independent, one for the anolyte and one for the catholyte
Estos circuitos independientes atraviesan juntos el reactor de manera que la membrana de intercambio iónico separa el ánodo del cátodo, evitando así el contacto entre el compartimento anódico y el compartimento catódico, impidiendo que se produzca una reoxidación de los nitritos formados en la reducción electroquímica de nitratos en el reactor, y favoreciendo así la reacción química de los nitritos con el ácido sulfámico, aumentando la eficacia de la eliminación global de nitratos.These independent circuits go through together the reactor so that the ion exchange membrane separates the anode of the cathode, thus avoiding contact between the anodic compartment and cathodic compartment, preventing reoxidation of nitrites formed in the electrochemical reduction of nitrates in the reactor, and favoring thus the chemical reaction of nitrites with sulfamic acid, increasing the effectiveness of the global elimination of nitrates.
La membrana de intercambio iónico permite establecer un equilibrio de pH en ambos circuitos, favoreciendo así la reacción principal que consiste en esa reducción electroquímica de nitratos a nitritos. De esta manera se consigue además minimizar el consumo de reactivos necesarios para el ajuste del pH. Durante el proceso electrolítico se generan protones en el compartimento anódico debido a la electrólisis del agua. Estos protones migran a través de la membrana de intercambio iónico desde el circuito anódico al catódico. Una vez en este compartimento catódico, estos protones son empleados en la reacción de reducción de nitratos.The ion exchange membrane allows establish a pH balance in both circuits, thus favoring the main reaction that consists of that electrochemical reduction from nitrates to nitrites. This way you can also minimize the consumption of reagents necessary for pH adjustment. During the electrolytic process protons are generated in the compartment anodic due to water electrolysis. These protons migrate to through the ion exchange membrane from the circuit Anodic to cathodic. Once in this cathodic compartment, these Protons are employed in the nitrate reduction reaction.
La reducción electrolítica que se lleva a cabo según lo expuesto anteriormente, puede generar como subproducto una pequeña cantidad de amonio, dependiendo ésta del tipo de cátodo empleado (figura 7).The electrolytic reduction that takes place As stated above, you can generate as a byproduct a small amount of ammonium, depending on the type of cathode employee (figure 7).
La figura 2 muestra de manera global una realización del dispositivo en el que las referencias significan los componentes siguientes:Figure 2 shows a global realization of the device in which references mean the following components:
- (2.1) (2.1)
- ReactorReactor
- (2.2) (2.2)
- Circuito de AnolitoAnolyte Circuit
- (2.3) (2.3)
- Salida de gasesGas exhauster
- (2.4) (2.4)
- RectificadorRectifier
- (2.5) (2.5)
- Entrada de agua sin tratarUntreated water inlet
- (2.6) (2.6)
- Depósito mezcladorMixing tank
- (2.7) (2.7)
- Depósito dosificador de amidaAmide dosing tank
- (2.8) (2.8)
- RecirculaciónRecirculation
- (2.9) (2.9)
- NeutralizadorNeutralizer
- (2.10) (2.10)
- Salida de agua tratadaTreated water outlet
- (2.11) (2.11)
- Destructor en línea de nitritos.Inline nitrite destroyer.
El dispositivo de la presente invención comprende, además de lo descrito anteriormente, un sistema de pretratamiento del agua previo a la entrada al reactor que consiste en un ajuste de pH previo hasta un valor ácido adecuado, preferentemente pH = 4. Para ello, dispone de un sistema de dosificación de reactivo de acidificación mediante controlador de pH. Además comprende un sistema de post-tratamiento del agua obtenida que consta de un sistema de reactor de contacto en línea para la destrucción de nitritos residual y de un sistema final de ajuste de pH. Mediante este sistema, la presente invención permite restablecer la calidad del agua para que sea apta para el consumo humano.The device of the present invention It comprises, in addition to what is described above, a water pretreatment prior to the entrance to the reactor consisting in a previous pH adjustment to an appropriate acid value, preferably pH = 4. To do this, it has a system of Acidification reagent dosage by controller pH It also includes a post-treatment system of the water obtained consisting of a contact reactor system in line for the destruction of residual nitrites and a system pH adjustment end. Through this system, the present invention it allows to restore water quality so that it is suitable for human consumption.
Al dispositivo de la presente invención se le puede acoplar un sistema de recolección de gases generados por la reducción de nitratos tales como nitrógeno, oxígeno e hidrógeno, con vistas a su valorización.The device of the present invention is given You can attach a gas collection system generated by the reduction of nitrates such as nitrogen, oxygen and hydrogen, with a view to its valorization.
La figura 4 muestra el diagrama de una realización particular del dispositivo de la presente invención en el que (4.1) es el agua a tratar, (4.2) tanque circuito anolito, (4.3) ácido sulfámico, (4.4) álcali, (4.5) reactor electroquímico, (4.6) ácido, (4.7) sistema de destrucción de nitritos residual y (4.8) lecho de caliza.Figure 4 shows the diagram of a particular embodiment of the device of the present invention in which (4.1) is the water to be treated, (4.2) anolyte circuit tank, (4.3) sulfamic acid, (4.4) alkali, (4.5) electrochemical reactor, (4.6) acid, (4.7) residual nitrite destruction system and (4.8) bed of limestone.
El dispositivo de la presente invención comprende un control de parámetros de funcionamiento que se detalla a continuación:The device of the present invention It includes a control of operating parameters that are detailed then:
- Dosis de sulfamida: Se optimiza el consumo de sulfamida a la cantidad de 3 veces la estequiométrica. Esto implica unos costes de explotación inferiores a la patente US-6,436,275 minimizando además las posibles modificaciones de la calidad del agua por adicionar este reactivo en menor proporción.- Sulfamide dose : The consumption of sulfonamide is optimized to 3 times the stoichiometric. This implies operating costs lower than US Pat. No. 6,436,275, also minimizing possible changes in water quality by adding this reagent in a smaller proportion.
- Voltaje e intensidad controlados: El control y la evaluación de estas variables, permite el diseño de un reactor electrolítico que, además de proporcionar buenos rendimientos de depuración alcanza unos rendimientos eléctricos del orden de aproximadamente 20-40% dependiendo del cátodo empleado.- Controlled voltage and intensity : The control and evaluation of these variables, allows the design of an electrolytic reactor that, in addition to providing good purification yields, achieves electrical yields of the order of approximately 20-40% depending on the cathode used.
- Control de pH: Como se indica anteriormente, el sistema de pretratamiento de ajuste de pH y el sistema de post-tratamiento para volver a llevar el agua hasta el pH de consumo mantienen en todo momento el pH en un intervalo de tratamiento acotado.- pH control : As indicated above, the pH adjustment pretreatment system and the post-treatment system to bring the water back to the consumption pH always maintain the pH in a limited treatment interval.
- Valoración de sustancias que contienen nitrógeno: A lo largo del proceso, se comprueba la evolución de los siguientes parámetros:- Assessment of substances containing nitrogen : Throughout the process, the evolution of the following parameters is checked:
- --
- concentración de nitratos,nitrate concentration,
- --
- concentración de nitritos, ynitrite concentration, and
- --
- concentración de amonio.Ammonium concentration
Mediante estas mediciones se asegura que los nitratos preferentemente han sido reducidos a nitrógeno gas y que la reducción de nitratos no ha generado especies químicas indeseables como nitritos y amonio, lo que se traduce en una mejora de la calidad del agua.These measurements ensure that the nitrates have preferably been reduced to nitrogen gas and that nitrate reduction has not generated chemical species undesirable as nitrites and ammonium, which translates into an improvement of water quality.
La presente invención se refiere además a un procedimiento de eliminación de nitratos en agua caracterizado porque comprende:The present invention further relates to a nitrate removal procedure in water characterized because it includes:
- --
- reducción electroquímica de nitratos, yelectrochemical reduction of nitrates, Y
- --
- reducción química del nitrito a N_{2} en presencia de al menos una amida.chemical reduction of nitrite to N2 in the presence of at least one amide.
Según una realización preferente dicha amida es una sulfamida.According to a preferred embodiment said amide is a sulfonamide
Además, de manera preferente, dicho procedimiento comprende:In addition, preferably, said procedure comprises:
- --
- pretratamiento de adecuación de pH de reacción,pH adequacy pretreatment of reaction,
- --
- reducción electroquímica de nitratos,electrochemical reduction of nitrates,
- --
- reducción química del nitrito a N_{2} en presencia de al menos una amida,chemical reduction of nitrite to N2 in the presence of at least one amide,
- --
- un post-tratamiento de neutralización y adecuación del agua para consumo humano.a post-treatment of neutralization and adaptation of Water for human consumption.
Según dicho procedimiento de reducción de nitratos en agua, la separación del compartimento catódico y anódico se lleva a cabo mediante una membrana de intercambio iónico.According to said reduction procedure of nitrates in water, separation of the cathode compartment and Anodic is carried out using an exchange membrane ionic.
El esquema de la figura 3 muestra las etapas de este procedimiento que están representadas por (3.1) agua contaminada con nitratos, (3.2) reducción electroquímica, (3.3). control de pH, (3.4) dosificación de amida, (3.5) evacuación de gases, (3.6) destrucción de nitritos, (3.7) neutralización y (3.8) agua tratada.The scheme in Figure 3 shows the stages of this procedure that are represented by (3.1) water contaminated with nitrates, (3.2) electrochemical reduction, (3.3). pH control, (3.4) amide dosage, (3.5) evacuation of gases, (3.6) destruction of nitrites, (3.7) neutralization and (3.8) treated water.
En el procedimiento anteriormente descrito, en una primera etapa, se introduce agua contaminada con nitratos (3.1). Dichos nitratos presentes en disolución, son reducidos mediante una reducción electroquímica (3.2) a nitritos en el reactor, al entrar en contacto con el cátodo. De manera esquemática, las reacciones de esta primera etapa de reducción electroquímica son las siguientes:In the procedure described above, in a first stage, water contaminated with nitrates is introduced (3.1). These nitrates present in solution are reduced by electrochemical reduction (3.2) to nitrites in the reactor, upon contact with the cathode. By way of schematic, the reactions of this first stage of reduction Electrochemical are as follows:
- --
- Cátodo: NO_{3}^{-} + 2H^{+} + 2e^{-} NO_{2}^{-} + H_{2}OCathode: NO 3 - + 2H + 2e - NO 2 - + H 2 O
- --
- Ánodo: H_{2}O - 2e^{-} 2H^{+} + ½ O_{2}Anode: H 2 O - 2e - 2H + + ½ O 2
Una segunda etapa de este procedimiento se caracteriza por la reducción química que se produce mediante la adición de al menos una amida al medio de reacción (3.4), en una cantidad y proporción adecuada. Esta amida, mediante el control del pH (3.3), reduce los nitritos producidos en la primera etapa a nitrógeno gas (N_{2})(3.5). De manera esquemática, las reacciones de esta segunda etapa son las siguientes:A second stage of this procedure is characterized by the chemical reduction that occurs through the addition of at least one amide to the reaction medium (3.4), in a adequate quantity and proportion. This amide, by controlling the pH (3.3), reduces the nitrites produced in the first stage to nitrogen gas (N2) (3.5). Schematically, the reactions of this second stage are the following:
- --
- NO_{2}^{-} + H_{2}NA N_{2} + AO^{-} + H_{2}ONO_ {2} - + H 2 NA N 2 + AO <+> + 2 O
donde A representa la porción orgánica o inorgánica de la amida H_{2}NA.where A represents the portion organic or inorganic amide H_ {NA}.
En caso de la ausencia de una o más amidas adecuada, en proporción y cantidad adecuadas, el producto que se obtendría como principal en la reacción sería amoníaco. La reacción que tendría lugar sería la siguiente:In the absence of one or more amides adequate, in adequate proportion and quantity, the product that is would get as main in the reaction would be ammonia. The reaction that would take place would be the following:
- --
- NO_{3}^{-} + 9H^{+} + 8e^{-} NH_{3} + 3H_{2}ONO 3 - - + 9H + + 8e - NH 3 + 3H 2 O
Además, este procedimiento de reducción de nitratos en agua se caracteriza por la eliminación de productos no deseados, muchas veces altamente contaminantes. En el procedimiento descrito anteriormente (figura 3), toda el agua de entrada al dispositivo es tratada, no existe una generación de rechazo. Como no se producen residuos, todo el producto obtenido es agua con nitratos a concentraciones inferiores a 50 mg/l y pH neutro. Para ello, al agua una vez tratada, se le aplica tal y como se comenta anteriormente, un post-tratamiento para su potabilización que consiste en la eliminación del nitrito residual mediante la adición de un reactivo específico (ácido sulfámico) y en la adecuación del pH a valores cercanos a la neutralidad, restableciendo así las condiciones normales del agua mediante una filtración a través de un lecho de caliza (figura 9).In addition, this reduction procedure of Nitrates in water is characterized by the elimination of non-products desired, often highly polluting. In the procedure described above (figure 3), all the water entering the device is treated, there is no rejection generation. How no waste is produced, all the product obtained is water with nitrates at concentrations below 50 mg / l and neutral pH. For This, once treated, is applied as described previously, a post-treatment for your purification consisting of the elimination of residual nitrite by adding a specific reagent (sulfamic acid) and in adapting the pH to values close to neutrality, thus restoring normal water conditions through a filtration through a bed of limestone (figure 9).
La presente invención también se refiere al uso del dispositivo descrito anteriormente en un procedimiento de eliminación de nitratos en agua que comprende al menos:The present invention also relates to the use of the device described above in a procedure of removal of nitrates in water comprising at least:
- una reducción electroquímica, y- an electrochemical reduction, and
- reducción química del nitrito a N_{2} de nitratos en presencia de al menos una amida.- chemical reduction of nitrite to N 2 of nitrates in the presence of at least one amide.
De manera preferente, se puede utilizar dicho dispositivo descrito anteriormente en un procedimiento de eliminación de nitratos en agua que comprende:Preferably, said can be used device described above in a procedure of nitrate removal in water comprising:
- pretratamiento de adecuación de pH de reacción,- pH adequacy pretreatment of reaction,
- reducción electroquímica de nitratos,- electrochemical reduction of nitrates,
- reducción química del nitrito a N_{2} en presencia de al menos una amida,- chemical reduction of nitrite to N2 in presence of at least one amide,
- un post-tratamiento de neutralización y adecuación del agua para consumo humano.- a post-treatment of neutralization and adaptation of water for human consumption.
Además el uso del dispositivo y del procedimiento de la presente invención puede ser utilizado en procesos de galvanotécnia que utilizan baños de decapado de latón, en procesos de joyería y en procesos de fabricación de fertilizantes entre otros.In addition the use of the device and the procedure of the present invention can be used in galvanotechnology processes that use brass pickling baths, in jewelry processes and manufacturing processes of fertilizers among others.
Figura 1: Diagrama del dispositivo.Figure 1: Device diagram.
Figura 2: Diagrama de una realización del dispositivo y del procedimiento.Figure 2: Diagram of an embodiment of the device and procedure.
Figura 3: Diagrama del procedimiento de eliminación de nitratos.Figure 3: Diagram of the procedure of nitrate removal
Figura 4: Diagrama de una realización particular del dispositivo.Figure 4: Diagram of a particular embodiment Of the device.
Figura 5: Evolución de la concentración de nitratos frente al tiempo.Figure 5: Evolution of the concentration of nitrates versus time.
Figura 6: Evolución de la concentración de nitritos frente al tiempo.Figure 6: Evolution of the concentration of nitrites versus time.
Figura 7: Evolución de la concentración de amonio frente al tiempo.Figure 7: Evolution of the concentration of Ammonia versus time.
Figura 8: Eliminación de nitritos residuales frente al tiempo de contacto.Figure 8: Elimination of residual nitrites versus contact time.
Figura 9: Evolución del pH frente al tiempo de contacto en el post tratamiento.Figure 9: Evolution of pH versus time of post treatment contact.
A continuación se describe un ejemplo de realización de la invención sin ser limitante de la misma.An example of embodiment of the invention without being limiting thereof.
Utilizando como cátodo chapa perforada de cobre (2D) y musgo polimérico de cobre (3D), y como ánodo acero inoxidable 316L, se parte de una concentración inicial de nitratos del orden de 120 mg/l. Para mantener el pH de trabajo del circuito catolito entre los valores 3 a 5 se dosifica el reactivo adecuado para ello (NaOH 1M o H_{2}SO_{4} al 5%). El tiempo de ensayo es de 2 horas. La cantidad de sulfamida es tres veces la cantidad estequiométrica adicionando inicialmente el 20% y el resto dosificándolo de manera proporcional. El reactor trabaja a unas intensidades entre 2 y 15 A, lo que supone unas tensiones de trabajo entre 2,5 y 5,5 V. La concentración final de nitratos está por debajo de 50 mg/l (límite legal para aguas potables) con un rendimiento de eliminación de nitratos del 40-90% y un rendimiento eléctrico del sistema entre 20-30%.Using copper perforated sheet as cathode (2D) and polymeric copper moss (3D), and as steel anode 316L stainless, it starts from an initial concentration of nitrates of the order of 120 mg / l. To maintain the working pH of the circuit catholyte between values 3 to 5 the appropriate reagent is dosed for this (1M NaOH or 5% H 2 SO 4). The rehearsal time is 2 hours The amount of sulfamide is three times the amount stoichiometric initially adding 20% and the rest dosing it proportionally. The reactor works at about intensities between 2 and 15 A, which supposes tensions of work between 2.5 and 5.5 V. The final concentration of nitrates is below 50 mg / l (legal limit for drinking water) with a nitrate removal yield of 40-90% and an electrical system performance between 20-30%
La figura 5 muestra la evolución de la concentración de nitratos frente al tiempo según el ejemplo 1.Figure 5 shows the evolution of the nitrate concentration versus time according to example 1.
La figura 6 muestra la evolución de la concentración de nitritos frente al tiempo según el ejemplo 1.Figure 6 shows the evolution of the nitrite concentration versus time according to example 1.
Claims (17)
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