ES2586294A2 - Instalación y procedimiento de tratamiento de agua por membranas que incorpora la adsorción en un material adsorbente en polvo y medios para limitar la abrasión de las membranas - Google Patents

Instalación y procedimiento de tratamiento de agua por membranas que incorpora la adsorción en un material adsorbente en polvo y medios para limitar la abrasión de las membranas Download PDF

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Abstract

Instalación y procedimiento de tratamiento de agua por membranas que incorpora la adsorción en un material adsorbente en polvo y medios para limitar la abrasión de las membranas. Procedimiento de tratamiento de agua que comprende: una etapa de puesta en contacto de dicha agua con un material adsorbente en polvo en una concentración de 0,1 a 5 g/l en un reactor de membrana que contiene al menos una membrana de filtración sumergida; una etapa de filtración por medio de la membrana sumergida de dicha agua que contiene dicho material adsorbente en polvo en dicho reactor de membrana, estando constituida dicha membrana al menos parcialmente por un material orgánico; caracterizado porque incluye etapas destinadas a limitar la abrasión de dicha, al menos una, membrana sumergida por dicho material adsorbente en polvo, consistiendo dichas etapas en: poner en contacto dicha agua que contiene dicho material adsorbente en polvo, en dicho reactor de membrana, con un material polimérico en partículas constituido por partículas a una concentración de 1 g/l a 10 g/l, teniendo dichas partículas un diámetro promedio de 1 mm a 5 mm y una densidad de 1,05 a 1,5; y agitar dicha mezcla constituida por agua, material adsorbente en polvo y material polimérico en partículas dentro de dicho reactor de membrana que contiene dicha, al menos una, membrana de filtración.

Description

DESCRIPCIÓN
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En una realización particularmente ventajosa, el procedimiento según la invención comprende además una etapa que consiste en inyectar ozono en el agua a tratar, llevándose a cabo dicha etapa de inyección de ozono posiblemente aguas arriba de dicho reactor de membrana o en dicho reactor de membrana.
Dicha etapa mejora la eficacia del tratamiento del agua oxidando una parte de las moléculas que se van a eliminar. Esta etapa mejora especialmente la eliminación de disruptores endocrinos y residuos de medicamentos. La ozonación, además, fragmenta las moléculas orgánicas de gran tamaño en moléculas más pequeñas, facilitando así su adsorción y su eliminación subsiguiente. La ozonación, finalmente, elimina determinadas toxinas de algas y moléculas malolientes.
Preferentemente, el procedimiento de la invención no incluye ninguna inyección de coagulante y/o floculante en dicho reactor de membrana. De hecho, determinados procedimientos de tratamiento de agua incluyen etapas de coagulación-floculación para mejorar la eficacia del procedimiento eliminando las macromoléculas orgánicas en agua, por ejemplo, y para permitir la separación de material en polvo del agua tratada. Sin embargo, estos procedimientos implican prever un separador para separar el material adsorbente y los reactivos de floculación y coagulación del agua tratada. No obstante, una parte del material adsorbente en polvo se pierde durante dicha separación. Esto implica la reinyección de material adsorbente nuevo y el aumento de costes de tratamiento de agua. Además, estos separadores, así como los tanques de coagulación/floculación, etc., representan una inversión considerable en trabajos de ingeniería civil y de mantenimiento que contribuye en una medida equivalente a aumentar los costes del tratamiento de agua. La invención posibilita evitar llevar a cabo la coagulación y/o la floculación dado que usa membranas. Esto puede apreciarse particularmente cuando, por razones relacionadas con las regulaciones, el uso de floculantes y/o coagulantes no está permitido. El tamaño y el coste de las plantas según la invención, por lo tanto, se reducen. Las pérdidas de reactivo adsorbente y, por lo tanto, el consumo de este reactivo adsorbente también se reduce.
Un objeto de la invención es también una planta para implementar el procedimiento que comprende al menos un reactor de membrana que integra al menos una unidad de filtración por membrana que comprende al menos una membrana de filtración; medios para transportar agua a tratar a dicho, al menos un, reactor de membrana; medios para inyectar un material adsorbente en polvo en dicha agua a tratar; medios para recircular al menos una parte del contenido de dicho reactor de membrana;
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un material polimérico en partículas constituido por partículas que tienen un diámetro promedio de 1 mm a 5 mm y una densidad de 1,05 a 1,5 presente en dicho reactor de membrana a una concentración de 1 a 10 g/l; medios para retener dicho material polimérico en partículas dentro de dicho reactor de membrana; medios para agitar dicho contenido de dicho reactor de membrana; medios para descargar agua procedente de dicha unidad de filtración por membrana; medios para drenar una mezcla de agua y material adsorbente en polvo y lodos en exceso procedentes de dicho reactor de membrana
Así, la planta según la invención es compacta en comparación con plantas que comprenden las etapas de coagulación/floculación debido a que no comprende ni un tanque de coagulación-floculación ni medios para inyectar reactivos de coagulación y floculación ni ningún separador tal como un decantador. También es más compacta en comparación con plantas que aplican una unidad de filtración no de membrana.
Ventajosamente, dicho material polimérico en partículas se selecciona del grupo que comprende perlas de polipropileno, perlas de polipropileno carbonatadas, perlas de polipropileno huecas rellenas con minerales, perlas de policarbonato, perlas de poliuretano, perlas de poli(metacrilato de metilo), perlas de poli(tereftalato de butileno), perlas de polioximetileno, perlas de polietileno y perlas de poli(cloruro de vinilo).
Según una variante valiosa, dicho reactor de membrana comprende: una zona de precontacto de dicha agua con dicho material polimérico adsorbente a la que conducen dichos medios para transportar agua a tratar, conduciendo dichos medios para inyectar dicho material adsorbente en polvo en dicha zona de puesta en contacto o de conducción a dichos medios para transportar agua a tratar; y una zona de filtración por membrana; estando dicha zona de precontacto y dicha zona de filtración físicamente separadas una de otra, comprendiendo dicha planta medios para transportar el contenido de dicha zona de precontacto a dicha zona de filtración.
Esta realización favorece la adsorción de los contaminantes en el material adsorbente en polvo aumentando el tiempo de residencia del agua a tratar con este material. Dicha variante permite la reducción sencilla y satisfactoria de la contaminación disuelta en el agua a tratar.
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Este tanque de precontacto 48 aloja medios para inyectar aire tales como, por ejemplo, una barra de inyección 43, en la parte inferior de este tanque. Esta barra de inyección está conectada a una red de entrada de aire (no mostrada). El tanque de precontacto 48 también aloja una bomba 46, que permite que el agua circule desde el tanque 48 al tanque de
5 filtración 49. El tanque 48 aumenta el tiempo de contacto entre el agua a tratar y el material adsorbente. Esta realización es particularmente útil para el tratamiento de agua cargada con el fin de permitir más tiempo para los compuestos que se van a adsorber por el PAC y así aumenta la eficacia del procedimiento de tratamiento de agua.
10 Se notará que, en otras realizaciones, la agitación de los contenidos del tanque podría realizarse mediante uno o más agitadores proporcionados en el tanque de precontacto 48.
En esta realización, la unidad de drenaje 47, que permite la descarga de la mezcla de agua y material adsorbente y el lodo en exceso, está situada en la parte inferior del tanque de
15 filtración 49. La unidad de drenaje 47 está precedida por un tamiz de retención 44 usado para retener las perlas dentro del tanque de filtración 49.
La planta según esta segunda realización también comprende un bucle de recirculación que aumenta el tiempo de residencia medio de la mezcla de agua y material adsorbente en la
20 planta y participa en la generación de agitación tanto en el tanque de precontacto como en el tanque de filtración. Este bucle de recirculación comprende:
 una tubería 45 para recircular al menos una parte del contenido del tanque de filtración 49 al tanque de precontacto 48, y
25  la bomba 46 usada para transportar el contenido del tanque de precontacto 48 al tanque de filtración 49.
Exactamente como en el caso de la primera realización, la inyección de ozono 3 se realiza en la tubería de entrada de agua 1. No obstante, en otras realizaciones, es posible
30 considerar estos medios para inyectar ozono en el tanque de precontacto 48 o en el tanque de filtración 49.
En esta realización, la agitación dentro del reactor se realiza continuamente de modo que la desobstrucción de las membranas sea continua.
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6.4. Variantes
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En las dos realizaciones descritas anteriormente en el presente documento, el contenido del reactor se pone en movimiento debido a una inyección de aire en el reactor o en la zona de filtración del reactor y debido a una recirculación del contenido del reactor o de la zona de
5 filtración. En algunas variantes, el contenido del reactor puede ponerse en movimiento solo mediante inyección o solo mediante recirculación.
En la segunda realización, el reactor 40 está subdividido en un tanque de precontacto 48 y una zona de filtración 49 por medio de una pared de separación. No obstante, en otra 10 realización, no mostrada, la planta puede incluir un tanque de precontacto distinto del reactor de tratamiento de agua que aloja los medios de filtración por membrana. En esta otra realización, el tanque de precontacto está dispuesto aguas arriba del reactor de tratamiento de agua. Se usa una bomba para enviar la mezcla de agua a tratar y PAC desde el tanque de precontacto al tanque de tratamiento de agua por medio de una tubería. En esta variante,
15 los medios para inyectar PAC e introducir agua a tratar también se abren al tanque de precontacto. Como en la segunda realización, la agitación del tanque de precontacto puede realizarse por inyección de aire y/o por recirculación de la mezcla de agua a tratar y PAC desde el reactor de tratamiento de agua al tanque de precontacto.
20 7. Ensayos
Una planta de tratamiento de agua con vista a hacerla potable, que comprende un reactor de membrana que integra membranas de microfiltración, se implementó con inyección de PAC, usándose las membranas para separar el PAC del agua y para reducir su contenido
25 en microorganismos.
Se realizaron mediciones del parámetro del valor de reducción logarítmico (LRV), que expresa la reducción de microorganismo al comienzo del ensayo y al finalizar un mes y medio según dos procedimientos distintos (en cultivos y por RT-PCR). Los resultados de
30 estas mediciones, mostrados en la tabla 1 a continuación en el presente documento, expresan una disminución muy significativa de esta reducción. En la práctica, el LRV observado al finalizar un mes y medio es 5 o 7 veces más pequeño en función del procedimiento de medición. Esto demuestra la disminución de la eficacia de las membranas resultado de su abrasión por el PAC.
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Claims (1)

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