ES2353994T3 - Procedimiento y dispositivo para eliminar productos extraños, que están presentes en forma disuelta en aguas residuales . - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la eliminación en continuo de productos extraños, que están presentes en forma disuelta, en aguas residuales que comprende las etapas siguientes: a) el paso a través de un reactor (1) de las aguas residuales con un sentido de flujo (2) b) el aporte a las aguas residuales de partículas magnéticas o magnetizables en un punto de alimentación del reactor (1), depositándose, al menos, un producto extraño sobre las partículas, c) la separación de las partículas, cargadas con el producto extraño, en otro punto del reactor (1), que está posicionado aguas abajo en el sentido de flujo con respecto al punto de alimentación, por aplicación de un campo magnético a las aguas residuales para llevar a cabo el transporte de las partículas hasta una zona (3a, 3b) colectora, que está en comunicación fluídica con el reactor (1) y d) la separación de las partículas y de los productos extraños, que están adheridos sobre las partículas, caracterizado porque - son aportados a las aguas residuales en un primer punto y en un segundo punto de alimentación primeras y de segundas partículas magnéticas o magnetizables, depositándose sobre las primeras y sobre las segundas partículas, al menos, un primer y un segundo producto extraño, y - se separan primeras y segundas partículas, respectivamente, en otros primeros y segundos puntos del reactor (1), que están dispuestos aguas abajo en, el sentido de flujo, con respecto a los puntos primero y segundo de alimentación.

Description

La invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para llevar a cabo la eliminación en continuo de productos extraños, que están presentes en forma disuelta en aguas residuales. Se entiende por productos extraños aquellas substancias, que son perjudiciales desde el punto de vista ecológico, económico o por otros motivos y que, por lo tanto, deben ser eliminados de las aguas residuales. Mientras que los productos extraños, que están presentes, por ejemplo, en forma de partículas sólidas, pueden ser eliminados, relativamente sin problemas, por medio de procedimientos mecánicos, son necesarios, en la mayoría de las ocasiones, procedimientos químicos para la separación de los productos extraños disueltos. A modo de ejemplo, las aguas residuales, que son generadas en la explotación de minerales, contienen grandes cantidades de sulfatos y de metales pesados. Los sulfatos eran precipitados en forma de sulfato de calcio usualmente por medio de la adición de lechada de cal. Sin embargo, no es posible emplear el sulfato de calcio para llevar a cabo la obtención de productos de yeso debido a que los lodos de sulfato precipitados están impurificados con metales pesados de tal manera, que en la mayoría de las ocasiones entra en consideración únicamente un depósito en escombreras, lo cual implica costes elevados.

La publicación DE 27 19 529 A1 divulga un agente de coagulación y de adsorción para llevar a cabo la depuración del agua. Este agente de adsorción, que tiene forma de partículas, está constituido por un mineral o por un material arcilloso finamente dividido. Las partículas individuales presentan una delgada capa superficial hidroxilada, que presentan un potencial zeta positivo en el valor del pH para la adsorción. Las partículas aportadas al agua, que debe ser depurada, se combinan con los productos nocivos, que están presentes en el agua, después de una intensa agitación. A continuación se espera que se produzca una sedimentación de las partículas. La sedimentación puede ser acelerada por medio del empleo de un separador magnético.

- 2 La publicación DE 695 16 322 T2 divulga partículas magnéticas para llevar a cabo la purificación de soluciones, así como un procedimiento de obtención de dichas partículas. Las partículas disponen de un núcleo magnético, alrededor del cual está arrollado un material fibroso. El material fibroso está entremezclado, a su vez, con un agente aglutinante. El núcleo puede estar constituido por óxido de hierro o por otro material magnético. El material fibroso puede ser, de manera especial, un polímero orgánico. Las partículas magnéticas pueden ser retiradas de la solución, que debe ser purificada, por medio de los procedimientos generales conocidos por el estado de la técnica, con ayuda de fuerzas magnéticas. La publicación DE 101 60 664 A1 divulga un procedimiento para llevar a cabo la purificación de aguas residuales, así como un agente de adsorción, que es adecuado para este procedimiento, cuyo material tiene propiedades magnéticas. Las aguas residuales, que deben ser purificadas, se ponen en contacto durante un tiempo suficientemente prolongado, con el agente de adsorción magnético, a continuación es sometida a un campo magnético la mezcla, que está formada por las aguas residuales y por el agente de adsorción. A modo de ejemplo, las aguas residuales pueden ser conducidas a través de un tubo, en el que se encuentra un filtro magnético. Un filtro magnético de este tipo puede estar constituido por una rejilla de material magnetizable, por un conjunto de barretas magnéticas, por lana de acero o por limaduras de hierro. Se conoce por la publicación US 6,071,407 un procedimiento para llevar a cabo la obtención de microorganismos para un proceso de separación biomagnética. En un proceso de este tipo se aportan a un recipiente de reacción microorganismos, que se multiplican en el mismo y que se combinan con los productos nocivos, que están presentes en el medio que debe ser depurado, por ejemplo metales pesados. Con objeto de conseguir la multiplicación específica de los microorganismos, son separados de las aguas residuales, que deben ser depuradas, aquellos microorganismos, que estén cargados con los productos nocivos. Dado que los microorganismos presentan propiedades magnéticas, la separación se lleva a cabo por medio de la aplicación de un campo magnético. Los microorganismos, que no son adecuados para llevar a cabo la purificación del agua, son evacuados junto con el agua depurada. Por el contrario, los microorganismos separados son enviados de

nuevo hasta el recipiente de reacción de tal manera, que estos microorganismos pueden enriquecerse en dicho reactor.

La publicación US 5,397,476 divulga un procedimiento para llevar a cabo la eliminación selectiva de productos nocivos. Una vez formada la mezcla de las partículas, que son adecuadas para llevar a cabo la eliminación de los productos nocivos, con el agua contaminada, son separadas de la corriente de agua las partículas, que han sido empleadas para llevar a cabo la purificación, en un separador magnético, son descontaminadas y, a continuación, son enviadas de nuevo hasta la corriente de agua contaminada. Con objeto de llevar a cabo la eliminación selectiva de los productos nocivos son adecuadas, por ejemplo, partículas con un núcleo magnético, que están rodeadas con una capa polímera. Las partículas de los productos nocivos se depositan sobre y en esta capa polímera.

Otras partículas, que son adecuadas para un procedimiento de este tipo, pueden verse en la publicación EP 0 666 577 A1.

La tarea de la invención consiste en proponer un procedimiento, que permita una separación sencilla y efectiva de diversos productos extraños de aguas residuales, que deben ser purificadas. De manera especial, debe proporcionarse un procedimiento, con el que pueda conseguirse, de forma sencilla, una eliminación independiente de los metales pesados y de los sulfatos a partir de las aguas residuales. Otra tarea consiste en proporcionar un dispositivo, que es adecuado para llevar a cabo el procedimiento.

La primera tarea se resuelve por medio de un procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, la segunda tarea se resuelve por medio de un dispositivo de conformidad con la reivindicación 9.

En el caso de un procedimiento, de conformidad con la invención, se aportan en continuo a las aguas residuales partículas magnéticas o magnetizables, sobre las cuales se deposite, al menos, un producto extraño. Las partículas, que están cargadas con los productos nocivos son separadas a continuación de las aguas residuales con un campo magnético y, por último, son sometidas a un tratamiento, según se lleva a cabo de nuevo la separación entre sí de las partículas y de los productos nocivos adheridos. El procedimiento, de conformidad con la invención sirve para llevar a cabo la eliminación en continuo de los productos extraños, que están presentes en forma disuelta en las aguas residuales. En este caso, es recorrido en un sentido de flujo un reactor por las aguas residuales. Se aportan primeras y segundas partículas magnéticas o magnetizables a las aguas residuales en un primer y en un segundo punto de alimentación del reactor, sobre cuyas partículas se depositan primeros y segundos productos extraños. Por medio de la aplicación de un campo magnético a las aguas residuales son separadas en una zona colectora, que está en comunicación fluídica con el reactor, en otros dos puntos primero y segundo del reactor, que están dispuestos aguas abajo en el sentido de flujo, primeras y segundas partículas, que están cargadas con producto extraño. Las partículas y el producto extraño, que está adherido sobre las partículas, son separados entre sí más adelante. Como consecuencia del efecto de enlace específico de las partículas pueden ser separados específicamente determinados productos extraños de las aguas residuales de tal manera, que se consigue una separación limpia, con respecto a su especie, de los productos extraños. De este modo se aumentan, por ejemplo, las posibilidades de un reaprovechamiento conveniente de los productos extraños. En el caso de las aguas residuales sulfatadas, que contengan metales pesados, pueden ser separados de manera independiente los metales pesados de las aguas residuales con un coste relativamente bajo de tal manera, que el sulfato remanente puede ser eliminado en forma de sulfato de calcio, exento de metales pesados, con métodos tradicionales o, de manera preferente, también con ayuda de partículas magnéticas o magnetizables. Las partículas y los productos extraños, que están adheridos sobre las mismas, son separados entre sí en una última etapa del procedimiento de tal manera que, por un lado, las partículas no sea perjudiciales con ocasión del reaprovechamiento y de tal manera que, por otro lado, las partículas puedan ser reutilizadas para llevar a cabo la eliminación de productos extraños a partir de las aguas residuales.

El modo en que sea llevada a cabo la citada separación dependerá, en última instancia, del tipo de la unión entre las partículas y los productos extraños. En el caso de una adherencia de los productos extraños por adsorción sobre las partículas, pueden ser empleados procedimientos mecánicos, por ejemplo un tratamiento con ultrasonidos. De la misma manera, puede imaginarse la generación de fuertes turbulencias en una suspensión de las partículas cargadas con los productos extraños y, de este modo, puede llevarse a cabo la separación entre sí de los productos extraños y de las partículas. En el caso de un enlace químico entre la partícula y el producto extraño son empleados procedimientos químicos. De este modo, pueden ser empleadas, por ejemplo, partículas sobre cuya superficie estén presentes grupos, conocidos por las resinas intercambiadoras de iones, tales como, por ejemplo, grupos de ácido sulfónico con objeto de enlazar los cationes o los grupos de amonio cuaternario o incluso grupos formadores de quelatos para llevar a cabo el enlace de los aniones. La separación de los productos extraños puede llevarse a cabo en este caso de la misma manera que la regeneración de los correspondientes intercambiadores de iones, por ejemplo en el caso de grupos ácidos por medio de un tratamiento con ácidos, reemplazándose un catión, que está enlazado sobre una partícula, por ejemplo un catión de metal pesado, por uno o varios protones.

De igual modo, puede llevarse a cabo un enlace de los productos extraños sobre las partículas cuando se dota a las partículas con un revestimiento, en el que, o sobre cuya superficie, se enriquezcan determinados productos extraños. En este caso, el revestimiento podría estar constituido por una substancia, que provoque una adherencia por adsorción de los productos extraños o que presente los grupos que han sido citados más arriba.

En una variante del procedimiento, especialmente preferente, son purificadas aguas residuales, que contienen sulfato y minerales pesados como productos extraños, llevándose a cabo de manera preferente en primer lugar la eliminación de los metales pesados con ayuda de partículas magnéticas o magnetizables, como paso previo a que se lleve a cabo la separación del sulfato. El sulfato puede ser separado a continuación por medio de procedimientos tradicionales o, de igual modo, con ayuda de las partículas en cuestión. Una vez verificada la separación entre sí de las partículas y de los metales pesados, éstos pueden ser reutilizados, por ejemplo, en la explotación de minerales. En el caso de otra variante preferente del procedimiento, se lleva a cabo una separación selectiva de tal manera, que son aportadas a las aguas residuales partículas, sobre las cuales se deposite tan sólo un único metal pesado o tan sólo una parte de los metales pesados, que están contenidos en las aguas residuales. De este modo, pueden ser eliminados, por ejemplo, determinados metales pesados, que sean perjudiciales con ocasión de un reaprovechamiento.

Un dispositivo, que es adecuado para llevar a cabo el procedimiento del tipo descrito, abarca un reactor, que sirve para el alojamiento de las aguas residuales, que están cargadas con productos extraños, cuyo reactor presenta varias zonas colectoras para las partículas magnéticas o magnetizables, que están cargadas con productos extraños, así como medios para llevar a cabo la generación de un campo magnético, que transporta a las partículas hasta las zonas colectoras. El campo magnético es generado, de manera preferente, por medio de, al menos, una bobina magnética, que rodea a la zona colectora.

En el caso de una variante preferente del dispositivo, el reactor está configurado en forma de tubo. Un reactor de este tipo es adecuado de manera especial para una eliminación en continuo de productos extraños. Las aguas residuales, que deben ser purificadas, pasan a través del reactor, en el que se lleva a cabo en un punto una dosificación de partículas magnéticas o magnetizables y la corriente de las aguas residuales es sometida a un campo magnético en puntos del reactor dispuestos aguas abajo, con objeto de transportar a las partículas, que están cargadas con productos extraños, hasta las zonas colectoras, que están en comunicación fluídica con el reactor. En otras palabras, en el reactor están presentes varias zonas colectoras espaciadas en su dirección longitudinal o bien el sentido de flujo de las aguas residuales, para varios productos extraños diferentes, que deban ser separados de manera independiente.

Un reactor 1, de este tipo, está representado de manera esquemática en el dibujo adjunto. El reactor 1 está dispuesto esencialmente en posición horizontal y es atravesado, cuando se encuentra en funcionamiento, por una corriente de aguas residuales, por ejemplo en el sentido de la flecha 2. Sobre la periferia externa del reactor 1 están dispuestos recipientes 3, que están configurados aproximadamente de forma cilíndrica, que están distanciados en su dirección longitudinal o bien en el sentido de flujo, cuyos recipientes forma una zona 3a colectora para las partículas separadas de las aguas residuales. Los recipientes 3 se encuentran en comunicación fluídica con el reactor a través de una abertura 4. Los recipientes 3 están rodeados, de manera respectiva, en una sección longitudinal, próxima a la abertura 4, por una bobina 5 magnética. Se ha previsto, respectivamente, en una posición del reactor 1, situada aguas arriba de un recipiente 3, un punto 6 de alimentación, a través del cual puede ser introducida en las aguas residuales una suspensión 8a, 8b, que contiene

- 7 partículas magnéticas o magnetizables. La alimentación se lleva a cabo a partir de un depósito 7, que está dispuesto en una posición geodésica más elevada, en comparación con la posición del reactor 1 de tal manera, que no se requiere ningún tipo de bomba para llevar a cabo la alimentación de la suspensión 8a, 8b de las 5 partículas. La distancia comprendida entre un punto 6 de alimentación y una zona 3a colectora está elegida del tal manera, que está garantizado un acoplamiento completo entre las partículas de la suspensión 8a, 8b de partículas y el correspondiente producto extraño cuando se de una velocidad de flujo predeterminada de las aguas residuales. El campo magnético de la bobina 5 magnética está elegido de tal manera, 10 que la fuerza que actúa sobre la partícula cargada con el producto extraño, es suficiente para sacar a la partícula por completo fuera del reactor y transportarla hasta la zona 3 colectora, con una velocidad de flujo dada de las aguas residuales. En caso dado, la fuerza es suficientemente grande como para transportar a la partícula, incluso, contra la fuerza de la gravedad. De conformidad con el tipo del producto 15 extraño, que debe ser eliminado, podrá variarse la distancia comprendida entre el punto 6 de alimentación y el recipiente 3a colector.

Claims (10)

1.-Procedimiento para la eliminación en continuo de productos extraños, que están presentes en forma disuelta, en aguas residuales que comprende las etapas siguientes: a) el paso a través de un reactor (1) de las aguas residuales con un sentido de

flujo (2)

b) el aporte a las aguas residuales de partículas magnéticas o magnetizables en un punto de alimentación del reactor (1), depositándose, al menos, un producto extraño sobre las partículas,

c) la separación de las partículas, cargadas con el producto extraño, en otro punto del reactor (1), que está posicionado aguas abajo en el sentido de flujo con respecto al punto de alimentación, por aplicación de un campo magnético a las aguas residuales para llevar a cabo el transporte de las partículas hasta una zona (3a, 3b) colectora, que está en comunicación fluídica con el reactor

(1) y d) la separación de las partículas y de los productos extraños, que están adheridos sobre las partículas, caracterizado porque

-son aportados a las aguas residuales en un primer punto y en un segundo punto de alimentación primeras y de segundas partículas magnéticas o magnetizables, depositándose sobre las primeras y sobre las segundas partículas, al menos, un primer y un segundo producto extraño, y

-se separan primeras y segundas partículas, respectivamente, en otros primeros y segundos puntos del reactor (1), que están dispuestos aguas abajo en, el sentido de flujo, con respecto a los puntos primero y segundo de alimentación. 2.-Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los

productos extraños se depositan por adsorción sobre las partículas.

3.-Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas están dotadas con un revestimiento, en el que o sobre cuya superficie se enriquecen los productos extraños.

4.-Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se lleva a cabo la separación de las partículas y de las productos extraños por generación de fuertes turbulencias en la suspensión, que contiene las partículas cargadas con productos nocivos.

5.-Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se lleva a cabo la separación de las partículas y de los productos extraños por tratamiento con ultrasonidos de las partículas cargadas con productos extraños.

6.-Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se lleva a cabo el enlace selectivo de los productos extraños por medio de partículas con un efecto enlazante específico.

7.-Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer producto extraño es sulfato y el segundo producto extraño es un metal pesado.

8.-Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque comprende e) la precipitación del sulfato, que está presente en las aguas residuales.

9.-Dispositivo para llevar a cabo un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, del tipo que comprende un reactor (1), que sirve para la recepción de las aguas residuales, que están cargadas con productos nocivos, cuyo reactor presenta, al menos, una zona (3a, 3b) colectora para las partículas magnéticas

o magnetizables, que están cargadas con productos nocivos, y que comprende medios para llevar a cabo la generación de un campo magnético, que transporta a las partículas hasta, al menos, una zona (3a, 3b) colectora, caracterizado porque el reactor (1) presenta varias zonas (3a, 3b) colectoras, espaciadas en la dirección longitudinal.

10.-Dispositivo según la reivindicación 9, en el que la zona (3a, 3b) colectora, al menos única, está rodeada por una bobina (5) magnética.

11.-Dispositivo según la reivindicación 9 o 10, con un reactor (1) en forma de tubo, en cuyo lado externo está dispuesta, al menos, una zona (3a, 3b) colectora, que está en comunicación fluídica con el reactor (1).