ES2558836T3

ES2558836T3 - Procedimiento para eliminar los fluoruros del agua

Info

Publication number: ES2558836T3
Application number: ES14164874.1T
Authority: ES
Inventors: Damiano Zilio; Daniele Ragazzon
Original assignee: GRUPPO ZILIO SpA
Current assignee: GRUPPO ZILIO SpA
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2034-04-16
Also published as: EP2792645B1; DK2792645T3; RS54479B1; EP2792645A1; ITVE20130017A1; PL2792645T3

Abstract

Procedimiento para eliminar fluoruros del agua, que comprende una etapa de tratar el agua que se debe purificar con hidróxido de calcio en una concentración entre 1,5 y 3 equivalentes de calcio por equivalente de fluoruro en la que dicha agua y dicho hidróxido de calcio se agitan durante un tiempo entre 45 y 120 minutos a una temperatura inferior a 45ºC, caracterizado por que presenta las etapas siguientes: a) añadir un agente floculante a la solución para hacer sedimentar el lodo formado a partir de Ca(OH)2 y CaF2 b) separar de la solución un primer lodo que contiene Ca(OH)2 y CaF2 en exceso c) acidificar la solución hasta alcanzar un pH neutro d) añadir a la solución restante un compuesto de Al para obtener un segundo lodo que consiste en un compuesto de F y Al poco soluble e) basificar la solución hasta alcanzar un pH superior a 8,5 f) añadir un agente floculante a la solución g) separar dicho segundo lodo de la solución h) medir la concentración de los fluoruros en la solución residual y, si esta concentración supera un valor predeterminado, repetir las etapas c) - h).

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Procedimiento para eliminar los fluoruros del agua.

La presente invencion se refiere a un procedimiento para eliminar fluoruros del agua.

En la produccion de agua potable, es conocida la utilizacion de materiales de filtracion a base de hidroxiapatita para eliminar los fluoruros presentes en el agua.

Tras un cierto perfodo de utilizacion, el material de filtracion absorbe su cantidad de fluoruro de equilibrio y pierde su capacidad de absorcion.

Entonces, la masa de filtracion debe regenerarse, lo que se consigue poniendola en contacto con una solucion acuosa fuertemente basica (generalmente, hidroxido de sodio al 1-2%) durante un determinado perfodo.

El mecanismo de regeneracion consiste en que el ion hidroxilo de la solucion de regeneracion reemplaza el ion fluoruro absorbido por la masa de filtracion, con lo que esta libera fluoruro, que pasa a la solucion de regeneracion, que a su vez se enriquece.

En las plantas de agua potable, el lugar de produccion de estas soluciones de regeneracion enriquecidas se encuentra proximo a fuentes que, a su vez, se encuentran en las mas diversas localidades y, a menudo, en situaciones incomodas.

El efluente lfquido producido (que contiene sodio y fluoruros) no se puede acumular indefinidamente y debe transferirse a un vertedero (con los consiguientes costes) o tratarse in situ por diversos sistemas que reducen el contenido de fluoruro por debajo del lfmite legal para su vertido al alcantarillado (12 mg/l) o a las aguas superficiales (6 mg/l).

Un sistema de tratamiento ffsico consiste en la evaporacion al vacfo.

Sin embargo, este sistema presenta la desventaja de tener un coste de tratamiento elevado.

Un sistema de tratamiento qufmico comprende tratar el efluente con soluciones de hidroxido de calcio (agente basico) para precipitar fluorita, segun la siguiente reaccion: Ca(OH)2 + 2F- ^ 2 OH- + CaF2 i

Sin embargo, este metodo presenta la desventaja de que, para valores de pH = 14, la concentracion residual de F es de aproximadamente 50 mg/l, es decir, un valor inaceptable segun la normativa vigente.

Por otra parte, el recurso de operar en un entorno con un pH menor, por ejemplo pH = 12, permite, por un lado, alcanzar una concentracion de fluoruro (aproximadamente 0,54 mg/l) inferior al lfmite legal, pero, por otro, la velocidad de reaccion es muy baja y se necesitan varias semanas para alcanzar el equilibrio, lo que imposibilita conseguir una eliminacion eficaz de fluoruro en un perfodo razonable.

El documento GB 2186565 describe un metodo de eliminacion de fluoruro en el que se dispone una primera etapa de utilizacion de Ca(OH)2, seguida del tratamiento con resinas de intercambio ionico.

El objetivo de la presente invencion es eliminar estas desventajas y dar a conocer un procedimiento qufmico que permite eliminar los fluoruros del agua, particularmente del agua de regeneracion de la masa de filtracion, de un modo simple, rapido y comodo.

Dicho objetivo se alcanza, segun la presente invencion, mediante un procedimiento para eliminar fluoruros del agua tal como se describe en la reivindicacion 1.

A continuacion, se describe una forma de realizacion preferida de la presente invencion mediante un ejemplo no limitativo, haciendo referencia a la descripcion que sigue.

El procedimiento segun la presente invencion consiste en tratar la solucion de regeneracion, que incorpora los fluoruros, con hidroxido de calcio en una relacion estequiometrica de equivalentes de calcio/equivalentes de fluoruro comprendida entre 1,5 y 3, es decir, valores muy altos, y agitar durante un perfodo comprendido entre 45 y 120 minutos a una temperatura menor de 45°C durante el cual el ion Ca tiene tiempo suficiente para reaccionar con el ion F-.

Dado que el CaF2 que se obtiene se encuentra en forma de partfculas muy pequenas, menores de 1 p, lo que exige un tiempo superior a 24 h para una sedimentacion completa, se anade un floculante (por ejemplo, poliacrilamida) para agregar las partfculas de CaF2 y alcanzar la precipitacion en un perfodo inferior a 2 h. Por otra parte, el floculante tambien provoca la agregacion del exceso de Ca(OH)2 y la consiguiente sedimentacion del mismo. De

5

10

15

20

25

30

35

40

este modo, el sobrenadante no presenta sustancialmente los solidos CaF2 y Ca(OH)2.

Se separa el lodo que contiene CaF2 y Ca(OH)2, la solucion se acidifica (por ejemplo, con CO2) hasta pH neutro y se anade un complejo de Al (por ejemplo, PACl) para formar un complejo de F/Al poco soluble.

Entonces se aumenta el pH, por lo menos, hasta 8,5 mediante la adicion de Ca(OH)2 o NaOH, de modo que puede anadirse eficazmente un polielectrolito como floculante para obtener un segundo lodo, que se separa de la solucion.

Se mide la concentracion de fluoruro en la solucion residual y, si esta supera un valor predeterminado, se acidifica de nuevo hasta que se alcanza un pH neutro. A continuacion, a la solucion restante se le anade un compuesto de Al para obtener un lodo que consiste en un compuesto de F y Al poco soluble, y dicha solucion se basifica hasta alcanzar un pH mayor de 8,5. Por ultimo, se anade un agente floculante a la solucion y el lodo obtenido se separa de la misma y se mide la concentracion de fluoruros en la solucion residual.

Las pruebas experimentales han demostrado que, partiendo de un litro de solucion que contiene 300 mg/l de fluoruro y anadiendo 1,8 g de hidroxido de calcio, al cabo de 15 min el fluoruro presente en solucion todavfa tiene una concentracion mayor de 100 mg/l.

Al terminar la sedimentacion con el floculante, despues de aproximadamente 90 minutos, la solucion tiene un contenido de fluoruro de aproximadamente 35 mg/l.

Este resultado es atribuible al hecho de que, con cantidades elevadas de hidroxido de calcio, se forma una suspension suficientemente concentrada en el mismo para obtener una fase solida sobre la cual pueden adsorberse los iones fluoruro o el fluoruro de calcio recien formado.

El resultado de esta prueba se vio confirmado por el hecho de que, si el analisis se lleva a cabo antes de anadir el floculante, se sigue detectando una concentracion elevada de fluoruro, mientras que tras la sedimentacion, que elimina los solidos en suspension de la solucion, se detecta un contenido bajo de fluoruro.

Si esta solucion se vuelve a tratar, con agitacion, con Ca(OH)2, anadiendo el floculante y dejandola sedimentar durante aproximadamente 90 min, la concentracion de F en el sobrenadante lfquido no es menor que el valor anterior, de 35 mg/l.

La solucion con 35 mg/l se acidifico con CO2 hasta alcanzar un pH = 7; se anadio PACl con agitacion, el pH se volvio a aumentar hasta 8,5 y se anadio un floculante. Tras separar el sedimento solido, la concentracion de fluoruros en el sobrenadante fue de 8 mg/l. Esta solucion volvio a acidificarse con CO2, se anadio PACl con agitacion, el pH se aumento hasta 8,5 y se anadio el floculante.

Tras separar los solidos, la concentracion de fluoruros en el sobrenadante fue de 2 mg/l. Esto demuestra que el tratamiento con una sal de aluminio es de tipo aditivo. Por lo tanto, un tratamiento que comprende una primera etapa de tratamiento con hidroxido de calcio (con posterior sedimentacion), seguido por una o mas etapas de tratamiento con PACl, permite obtener un resultado que en el pasado no era posible obtener con Ca(OH)2 unicamente, ni siquiera con un numero ilimitado de pasajes, ni tampoco con PACl unicamente y con un gran numero de pasajes.

Claims

5

10

15

20

25

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para eliminar fluoruros del agua, que comprende una etapa de tratar el agua que se debe purificar con hidroxido de calcio en una concentracion entre 1,5 y 3 equivalentes de calcio por equivalente de fluoruro en la que dicha agua y dicho hidroxido de calcio se agitan durante un tiempo entre 45 y 120 minutos a una temperatura inferior a 45°C, caracterizado por que presenta las etapas siguientes:

a) anadir un agente floculante a la solucion para hacer sedimentar el lodo formado a partir de Ca(OH)2 y CaF2

b) separar de la solucion un primer lodo que contiene Ca(OH)2 y CaF2 en exceso

c) acidificar la solucion hasta alcanzar un pH neutro

d) anadir a la solucion restante un compuesto de Al para obtener un segundo lodo que consiste en un compuesto de F y Al poco soluble

e) basificar la solucion hasta alcanzar un pH superior a 8,5

f) anadir un agente floculante a la solucion

g) separar dicho segundo lodo de la solucion

h) medir la concentracion de los fluoruros en la solucion residual y, si esta concentracion supera un valor predeterminado, repetir las etapas c) - h).
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que utiliza la poliacrilamida como agente floculante.
3. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que utiliza PACl como el compuesto de Al.