MX2014007722A - Coagulante, metodo de coagulacion y aparato de tratamiento de agua. - Google Patents

Abstract

Con el fin de eliminar rápidamente un ácido orgánico disuelto en agua contaminada, un coagulante capaz de formar un flóculo o grumo con el ácido orgánico en el agua contaminada se configura para incluir una base de óxido de hierro en un ácido inorgánico en la superficie de la misma, y una solución acuosa de un polímero que contiene un grupo ácido. Después de la retirada del ácido orgánico como un flóculo del agua contaminada que usa el coagulante, la base de óxido de hierro en ácido orgánico en la superficie se agrega inicialmente al agua contaminada, y entonces se agrega la solución acuosa del polímero que contiene el grupo ácido, y el flóculo se separa magnéticamente. Un aparato de tratamiento de agua habilita la remoción de una sustancia orgánica del agua contaminada que se proporciona con un mecanismo para la agitación del agua contaminada, un mecanismo para agregar una base de óxido de hierro en una sal orgánica en la superficie para el agua contaminada, un mecanismo para agregar una solución acuosa de un polímero que contiene el grupo ácido para formar un flóculo, y un mecanismo para separar magnéticamente el flóculo formado.

Description

COAGULANTE , MÉTODO DE COAGULACIÓN Y APARATO DE TRATAMIENTO DE AGUA CAMPO TÉCNICO La presente invención relaciona con un agente y un método para coagulación, y un aparato de tratamiento de agua para remediación de agua contaminada.

ANTECEDENTE DEL ARTE La extracción de los yacimientos de petróleo producen agua contaminada llamada "agua asociada" junto con petróleo; y agua contaminada de arenas de petróleo. Los aceites crudos y arenas de petróleo contienen grandes cantidades de ácidos orgánicos como ácido acético, ácido valérico, y ácido nafténico, y el agua contaminada de este modo contiene grandes cantidades de ácidos orgánicos. Estos ácidos orgánicos afectaran significativamente el sistema ecológico y por consiguiente deben ser removidos del agua contaminada cuando esta se libera a océanos o rios.

La literatura de la patente 1 revela una técnica de agregar una poliacrilamida y un cloruro de polialuminio (llamado "PAC") o sulfato de aluminio para formar un gran floculo o grumo, incorporando un polvo magnético en un floculo sobre la formación de floculo, y separar magnéticamente el floculo. Esta técnica, sin embargo, falla al remover los ácidos orgánicos (por ejemplo, los ácido acético, ácido valérico, y ácido nafténico) disueltos en el agua contaminada, aunque la técnica permite la eliminación de partículas finas contaminantes del agua contaminada. Esto es porque tales ácidos orgánicos tienen cada uno un grupo carboxilo o grupos no en su forma libre pero en forma de sales como las sales de amonio o sal de sodio que por lo tanto son así solubles en agua.

La literatura de patente 2 revela una técnica de remoción de un ácido orgánico o una sal de la misma a través de la floculación. En esta técnica, se agrega inicialmente una amina que contiene polímero al agua contaminada para permitir que se forme un enlace iónico en un grupo carboxilo del ácido orgánico en el agua contaminada con el grupo amino de la amina que contiene el polímero. Se agrega un grupo ácido que contiene polímero en este estado, y esto permite formar enlaces iónicos moleculares de los grupos ácidos del polímero que contiene grupos ácidos que y del polímero que contiene grupos de aminas en sitios plurales para de este modo formar un floculo insoluble en agua. En consecuencia, incluso un ácido orgánico disuelto en agua se puede eliminar del agua contaminada.

Literatura de patente Literatura de patente 1. Publicación de la aplicación de patente japonesa no examinada número 2003-144805 Literatura de la patente 2. Publicación de la aplicación de la patente japonesa no examinada número 2010-172814.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Sin embargo, la floculación conforme a las técnicas reveladas in JP-A número 2003-144805 y JP-A número 2010-172814, procede demasiado rápido para permitir a los flóculos o grumos resultantes incluir un polvo magnético, si es agregado. Esta desventajosa separación magnética inducida de los flóculos es solo parcialmente.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un mejor desempeño, particularmente una velocidad más alta, de la separación magnética de un ácido orgánico.

Medios para la resolución del problema.

Para alcanzar el objeto, la presente invención proporciona, en un aspecto, un coagulante capaz de formar un floculo o grumo con un ácido orgánico en agua contaminada. El coagulante incluye un soporte de óxido de hierro en una sal inorgánica en superficie; y una solución acuosa de un polímero que contiene grupos ácidos.

La presente invención proporciona, en otros aspectos, un método para la remediación de agua contaminada por convertir un ácido orgánico en el agua contaminada en un floculo, y eliminar el floculo. El método incluye los pasos de agregar una base de óxido de hierro que tiene una sal inorgánica en la superficie para el agua contaminada; agregando una solución acuosa de un polímero que contiene grupos ácidos al agua contaminada para precipitar un floculo; y magnéticamente separa el floculo precipitado.

Además y ventajosamente, la presente invención proporciona un aparato para tratamiento de agua para la remediación de agua contaminada. El aparato incluye un mecanismo para agitación del agua contaminada; un mecanismo para agregar una base de óxido de hierro que tiene una sal inorgánica en la superficie para el agua contaminada; un mecanismo para agregar una solución acuosa de un polímero que contiene grupos ácidos para el agua contaminada para formar un floculo; y un mecanismo para separar magnéticamente un floculo formado.

Efectos ventajosos de la invención La presente invención proporciona mejor rendimiento de la separación magnética de un ácido orgánico.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra un esquema de modificación de superficie de un polvo magnético de acuerdo a una modalidad de la presente invención.

La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra un esquema de la formación de floculo o grumo conforme a la modalidad de la presente invención.

La figura 3 es un diagrama esquemático de aparatos de tratamiento de agua conforme a la modalidad de la presente invención.

La figura 4 es un diagrama esquemático de aparatos de tratamiento de agua conforme a las modalidades de la presente invención .

La figura 5 es un diagrama esquemático de aparatos de tratamiento de agua conforme a modalidades de la presente invención .

La figura 6 es un diagrama esquemático de aparatos de tratamiento de agua conforme a las modalidades de la presente invención .

La figura 7 es un diagrama esquemático de extracción de petróleo y sistema de remediación de agua conforme a una modalidad de la presente invención.

MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN La presente invención realiza la formación de un floculo o grumo que incluye un ácido orgánico del agua contaminada en combinación con un polvo magnético a través de los siguientes procesos (a) , (b) , y (c) . (a) Modificación de la superficie del polvo magnético Con referencia a la figura 1, un polvo magnético 4 se dispersa en una solución acuosa agitada de un ácido fuerte para la ligera ionización de la superficie del polvo magnético 4. El ácido fuerte está tipificado por el ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, y ácido nítrico. El polvo magnético 4 se ejemplifica por un polvo de óxido de hierro.

Este proceso da un polvo 5 magnético de superficie modificada. La modificación de superficie aquí puede modificarse por la adición de una sal orgánica como cloruro de sodio . (b) Trampa de ácido orgánico Con respecto a la figura 2, se agrega el polvo 5 magnético al agua contaminada que contiene un ácido 6 orgánico disuelto de allí para permitir al ácido 6 orgánico formar un enlace iónico con un ion en la superficie del polvo 5 magnético. Una sal de metal trivalente puede favorecer que se agregue en adición al polvo 5 magnético. Una sal de metal tiene un ion 7 de hierro que se agrega aquí. Para que se agregue la sal de metal trivalente al agua contaminada se tipifica por un cloruro de hierro, un sulfato de hierro, y un policloruro de aluminio. (c) Formación de floculo o grumo A continuación, se agrega un polímero que contiene grupos ácidos .

Se agrega un polímero 8 que contiene carboxilos como de acuerdo a la presente invención en la modalidad en la figura 2. En este proceso, los grupos carboxilos forman enlaces iónicos con el ion 7 de hierro o el polvo 5 magnético de superficie modificada que se agrega cada uno previamente, para formar entrecruzamientos intermoleculares, y de este modo da un floculo o grumo insoluble en agua. En consecuencia, un floculo 9 incluye el ácido orgánico y se forma el polvo magnético. La presente invención se destina para remover un ácido orgánico que tiene un sustituyente para la formación de un enlace iónico, en cual el ácido orgánico iónicamente se enlaza con el coagulante para formar un floculo. Específicamente, el "agua contaminada" para ser tratada de acuerdo a la presente invención que se refiere a una que contiene un ácido orgánico y se tipifica por agua de mar, agua de rio, agua contaminada por petróleo, aguas residuales, y agua de drenaje.

El coagulante también puede emplear cualquiera de las sales de metal trivalente otras que son sales de hierro y sales de aluminio. De manera ejemplar, la sales de otros metales trivalentes que incluyen sales de metales de tierras raras como neodimio y disprosio, los cuales se tipifican por cloruro de neodimio y cloruro de disprosio.

Mientras la sal de metal trivalente y el polímero que contiene grupos ácidos solubles en agua pueden ser efectivos incluso cuando son agregados con mayor volumen, ya que se agregan preferiblemente como soluciones acuosas. Esto es porque tal coagulante mayor toma mayor tiempo para esparcirse sobre el agua contaminada. En particular, si se agrega un polímero que contiene grupos ácidos solubles en agua antes de una sal de metal trivalente que este suficientemente disuelta, la floculación puede ocurrir solo parcialmente en el agua contaminada, y esto puede impedir la eliminación de un ácido orgánico. También para evitar esto, se agregan los componentes preferiblemente como soluciones acuosas.

La sal de metal trivalente (tal como sal de hierro o sal de aluminio) se agregan preferiblemente en tales cantidades que casi todos los iones de metal y grupos ácidos formen enlaces iónicos uno con otro, porque los iones de metal de la sal de metal trivalente forma enlaces iónicos con grupos carboxilo del ácido orgánico y con los grupos ácidos del polímero que contiene grupos ácidos solubles en agua. Específicamente, la sal de metal trivalente se agrega preferiblemente en una tal cantidad para satisfacer la siguiente expresión de desigualdad: 3M > MA + PA En donde M representa el número de moles del ion de metal de la sal de metal; PA representa el número de moles del grupo ácido del polímero que contiene grupos ácido; y MA representa el número de moles del ácido orgánico en el agua contaminada.

Las técnicas habituales para eliminar ácidos orgánicos que más generalmente emplean resinas de intercambio iónico. En tales resinas de intercambio iónico, se atrapa un ácido orgánico por un grupo amino en la superficie de las partículas de resina que tienen una diámetro de partícula de aproximadamente 0.1 a 0.2 mm. Con una partícula de diámetro decreciente, las partículas de resina tienen mayores áreas superficiales y pueden por lo tanto atrapar una mayor cantidad de ácido orgánico. En contraste, la presente invención emplea un coagulante soluble en agua para ser agregado y pueda por lo tanto atrapar un ácido orgánico con una tal eficiencia mayor como si se usaran las partículas de resina de intercambio iónico que tienen diámetro de partícula de varios angstroms.

El coagulante conforme a la presente invención puede atrapar un ácido orgánico en una cantidad significativamente mayor que la resina de intercambio iónico lo hace, asumiendo que los agentes respectivos se agregan en una cantidad igual.

Las modalidades de la presente invención serán ilustradas abajo. [1] Coagulan-be (1) Polvo magnético Para que un polvo magnético se use aquí, se modifica en la superficie con un ácido fuerte antes de que se use.

Específicamente, el término "modificación" se refiere a la ionización de los átomos de hierro en la superficie del polvo magnético. Típicamente, cuando se usa el ácido clorhídrico como el ácido fuerte, la superficie del polvo magnético se convierte en un cloruro de hierro. El cloruro de hierro está probablemente presente como siendo monovalente en promedio, porque ya se han disuelto en agua los divalentes y los trivalentes. Aunque la valencia del cloruro de hierro es difícil de identificar por los números enormes de los átomos que están presentes en la superficie, un análisis de la superficie típicamente con un microscopio electrónico de barrido con análisis de energía dispersiva (SEM/EDX) revela la presencia de cloruro en la superficie, sugiriendo que una capa de superficie delgada se convierte en un cloruro de hierro.

La superficie del polvo magnético se ha convertido en iones de hierro magnéticos y se pueden enlazar iónicamente con un ácido orgánico o un polímero que contiene grupos ácidos. Esto facilita la inclusión del polvo magnético en un floculo. En efecto, la mayoría de los flóculos después de la floculacion incluyen polvo magnético, y ellos pueden colectar magnéticamente o recubrir en la subsecuente separación magnética .

Luego de la modificación de la superficie con un ácido fuerte, el polvo magnético está inmerso inicialmente en el ácido fuerte, recuperado del ácido fuerte, lavado con agua, secado, y por lo tanto rinde un polvo magnético de superficie modificada. El polvo magnético de superficie modificada se usa aquí para la remediación de agua contaminada.

Un polvo magnético regular sin la modificación, si se utiliza, está incluido solo en la parte de los flóculos, y esto impide la recolección de parte de flóculos a través de la separación magnética. Por contraste, la presente invención permite la aplicación de separación magnética para la eliminación de ácidos orgánicos.

El polvo magnético puede ser un polvo de hierro (Fe) o un óxido de hierro como Fe304 o Fe2C>3, cada uno del cual puede ser colectado por la acción del magnetismo.

La modificación de superficie se puede realizar de acuerdo al siguiente procedimiento. Inicialmente, un ácido inorgánico fuerte como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, o ácido nítrico que se localiza en un recipiente que contiene el polvo magnético, seguido por la agitación de aproximadamente una hora. El ácido fuerte, al tratarse de un ácido monovalente como ácido clorhídrico o ácido nítrico, se puede agregar en una cantidad tanto como las tres veces del número de moles de los átomos de hierro en hierro o un óxido de hierro; y, al estar un ácido sulfúrico divalente, se puede agregar en una cantidad tanto como 1.5 veces del número de moles de los átomos de hierro.

A continuación, el polvo magnético se colecta por filtración, se lava con agua, se seca bajo presión reducida, y de este modo se obtiene un polvo magnético de superficie modificada. La concentración de un ácido fuerte inorgánico, cuando se usa solo, puede ser como sigue. Ácido clorhídrico, cuando se emplea, se puede usar en una concentración de aproximadamente del 3 al 11 % en peso. Ácido clorhídrico en una concentración menor al 3 % por peso puede disolver un poco la superficie del polvo magnético. Ácido clorhídrico, en una concentración de más del 11 % en peso puede disolver excesivamente el polvo magnético y reducir lo mismo a aproximadamente la mitad. Por la misma razón, se usa el ácido sulfúrico preferiblemente como una solución acuosa en una concentración del 5 al 16 % en peso, en donde se usa preferiblemente el ácido nítrico como una solución acuosa en una concentración del 6 al 18 % en peso.

El uso de un ácido fuerte en tal una concentración puede acelerar probablemente la corrosión de tuberías y otras instalaciones. Para evitar esto, se puede agregar previamente una sal neutra como cloruro de sodio. Se agrega preferiblemente la sal neutra en tales cantidades como 5 % en peso o más después de la adición del ácido fuerte. Esto ayuda el ácido fuerte como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, o ácido nítrico para lograr la modificación de superficie incluso cuando cada uno se usa en una concentración de casi el 1 % en peso.

Para que se agregue la sal neutra se simboliza por cloruro de sodio, sulfato de sodio, nitrato de sodio, cloruro de potasio, sulfato de potasio, nitrato de potasio, cloruro de magnesio, sulfato de magnesio, nitrato de magnesio, cloruro de calcio, sulfato de calcio, y nitrato de calcio.

Un ácido fuerte contiene una sustancia orgánica como ácido tricloroacetico o ácido trifluoroacetico, si se usa en lugar de un ácido fuerte inorgánico, puede permanecer en el polvo magnético incluso después de la modificación de superficie y puede disolverse también en agua contaminada. En este caso, el tratamiento, a pesar de que se realiza con la intensión de eliminar los ácidos orgánicos del agua contaminada, contrariamente aumenta la concentración de ácidos orgánicos. Para evitar esto, se usa aquí un ácido fuerte inorgánico. (2) Polímero que contiene grupos ácidos Posibles polímeros que contienen grupos ácidos se simbolizan por polímeros que contienen grupos carboxilo y polímeros que contienen grupos sulfonicos.

De los polímeros que contienen grupos carboxilo, ácidos poliacrilicos se prefieren más por no ser caros y por el fácil enlace iónico con un ion de metal trivalente. Independientemente, los polímeros derivados de los ácidos de amina, como ácidos poliesparticos y ácidos poliglutamicos , que son ventajosos en su baja toxicidad.

El ácido algínico es uno de los principales componentes de alga marina y otra hierba de mar, está disponible de un material biológico, y por lo tanto ventajosamente afecta menos el ambiente.

Los polímeros tienen grupos sulfonicos y se simbolizan por ácidos poli vinilsulfonicos y ácidos poli estirensulfonicos . Los grupos sulfonicos tienen una actividad mayor que la de los grupos carboxilo, forman enlaces iónicos con iones de metal en un alto porcentaje para dar un floculo estable, y son preferidos .

Los polímeros tienen grupos carboxilo y son bastante usados típicamente como pañales y productos sanitarios, fácilmente disponibles, baratos, y, en estos puntos, más ventajosos que los polímeros que tienen grupos sulfonicos.

Un polímero que contiene grupo ácido, si tiene baja solubilidad en agua, puede exhibir una solubilidad más alta en agua por estructuralmente una conversión del grupo ácido en una sal de amonio, sal de sodio, o sal de potasio. El polímero que contiene grupo ácido, cuando se le agrega al agua contaminada después de la conversión de una sal de amonio, sal de sodio, o sal de potasio, puede formar eficientemente enlaces iónicos con iones de metal trivalentes.

El polímero que contiene el grupo ácido, si tiene excesivamente un pequeño peso molecular promedio, puede dar un floculo o grumo con baja estabilidad debido al número pequeño de puntos de reticulación del floculo y pueden estar sujetos para dar flóculos los cuales son viscosos y fluidos. Tales flóculos son difíciles de eliminar por filtración. Para evitar esto, el polímero que contiene grupo ácido preferiblemente tiene un peso molecular promedio de 2,000 o más.

Un polímero que contiene grupos ácidos tiene un peso molecular promedio de 2,000 que puede dar un floculo viscoso a una temperatura del agua contaminada de 40°C o mayor. La temperatura del agua contaminada, al tratarse de aguas residuales de arena petrolífera, puede ser arriba de aproximadamente de 60 °C. En este caso, mayor aumento en peso molecular promedio del polímero puede habilitar la solidificación de un floculo incluso a una alta temperatura. Específicamente, un polímero que contiene grupo ácido que tiene un peso molecular promedio de 5,000 o más, cuando se usa, y puede habilitar la solidificación de un floculo incluso a una temperatura del agua contaminada de 40 °C. El polímero que contiene grupo ácido por lo tanto es más preferible que tenga un peso molecular promedio de 5,000 o más. Además, un polímero que contiene grupos ácidos tiene un peso molecular promedio de 10,000 o más, cuando se usa, puede permitir la solidificación de una floculo incluso a una temperatura del agua contaminada de 60 °C. El polímero que contiene grupo ácido por lo tanto, además tiene preferiblemente un peso molecular de 10,000 o más.

Un polímero que contiene grupo ácido tiene excesivamente un alto peso molecular, sin embargo, puede tener a tener una baja solubilidad en agua y precipitar durante el proceso de formación de entrecruzamientos con iones de metal trivalentes. Específicamente, este polímero contiene grupos ácidos que pueden precipitar en el agua contaminada antes de todos los iones de metal trivalentes en forma de entrecruzamiento de estado de enlace iónico con ácidos orgánicos a través de los enlaces iónicos. Esto causa parte de los iones de metal trivalente en estado de enlace iónico y los ácidos orgánicos que permanecen como disueltos en el agua contaminada. Para evitar esto, el polímero que contiene grupo ácido tiene deseablemente un peso molecular promedio de 1, 000,000 o menos.

Como se usa aquí, el término "peso molecular promedio" de un polímero que se refiere a un número de peso molecular promedio del polímero, el cual puede ser medido por cromatografía de permeacion de gel. (3) Sal de metal Las especies de metal en la sal de metal se tipifican por metales trivalentes tales como hierro, aluminio, neodimio, y disprosio. Entre ellos, el hierro y aluminio son abundantes en la tierra, fácilmente disponible económicamente, y son preferidos; de los cuales se prefiere más a los económicos.

La sal de hierro preferiblemente no incluye carbono de manera estructural de modo que no aumente la demanda química de oxigeno (DQO) del agua contaminada. Por esta razón, la sal de hierro este preferiblemente en la forma de una sal de que no es un ácido orgánico (por ejemplo, acetato de hierro o propionato de hierro) pero un ácido inorgánico (por ejemplo, cloruro de hierro, sulfato de hierro, o nitrato de hierro) .

El coagulante, cuando contiene además una sal de metal de un polvo magnético de superficie modificada, permite más fácil la formación de flóculos, porque la sal es un compuesto iónico.

La sal de aluminio se tipifica por un cloruro de polialuminio . El cloruro de polialuminio se prepara sintéticamente por la adición de ácido clorhídrico al hidróxido de aluminio y tiene una estructura de [Al2 (OH) nCl6-n] m, en donde n y m satisfacen las condiciones: l=n=5 y m=10.

La sal de aluminio se tipifica además por sulfato de aluminio .

Cuando las especies de metal en la sal de metal es un metal de tierras raras como neodimio o disprosio, la sal de metal es preferiblemente una sal de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, para una alta solubilidad en agua. (4) Aditivos para una mejor trampa de ácido orgánico El ácido orgánico, cuando tiene un grupo ácido con una baja acidez, forma un enlace iónico con un ion de metal trivalente en un bajo porcentaje. En este caso una sal inorgánico como cloruro de sodio o cloruro de potasio se agrega al agua contaminada antes de la adición del polímero que contiene el grupo ácido. Esto puede permitir al ácido orgánico formar un enlace iónico con un ion de metal trivalente en un porcentaje mayor. Esto es porque probablemente la adición de una sal inorgánica reduce un límite permisible del ácido orgánico al ser disuelto en el agua contaminada por un efecto similar al de la precipitación por sales. En la precipitación por sal, se agrega una sal para precipitar una sustancia orgánica disuelta en agua.

Al ser agregada la sal inorgánica se tipifica por sales de ácido clorhídrico (cloruros) de metales alcalinos y metales ácidos alcalinos, como cloruro de sodio, cloruro de potasio, cloruro de magnesio, y cloruro de calcio; sulfatos de metales alcalinos y metales de tierras de tierras alcalinas, como sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio, y sulfato de calcio; y nitratos de metales alcalinos y metales de tierras alcalinas, como nitrato de sodio, nitrato de potasio, nitrato de magnesio, y nitrato de calcio.

El coagulante de acuerdo a la presente invención puede exhibir alto rendimiento para la floculación y eliminar un ácido orgánico cuando el agua contaminada tiene un pH en el rango de un ácido débilmente a neutro. Específicamente, el coagulante puede exhibir un alto rendimiento a un pH del agua contaminada de 5 a 7. El coagulante de acuerdo a la presente invención forma un floculo con el ácido orgánico a través del enlace iónico. El floculo resultante es estable a un pH de 5 a 7 y, dentro de este rango de pH, la floculación y la eliminación de los ácidos orgánicos pueden ser de un óptimo rendimiento. La eliminación del ácido orgánico es posible incluso cuando el agua contaminada tiene un pH fuera de este rango, pero esto puede resultar en una baja tasa de eliminación o puede requerir un aumento de cantidad de una sal de metal al ser agregada.

El agua contaminada tiene un pH que cambia hacia la acidez tras la adición de una sal de metal como cloruro de hierro o sulfato de aluminio. El agua contaminada también tiene un pH que se desplaza hacia la acidez tras la adición de un polímero que contiene grupos ácidos. Un floculo es estable como una sustancia insoluble en agua a un pH de 2 a 5 y se hace más soluble en agua a un pH fuera de este rango. En consecuencia, el agua contaminada tiene un pH óptimamente de 5 a 7 antes de la adición de un polímero que contiene grupo ácido y una sal de metal . [2] Método de floculación (1) Resumen del método de floculación conforme a la presente invención Un método para formar un ácido orgánico en un floculo se ilustrara simplemente como procesos (a) , (b) , (c) , (d) , y (e) más abajo, con referencia a la figura 2. El grupo carboxilo se ilustra como el grupo ácido en una modalidad en la figura 2, pero la siguiente descripción también es verdadera en el caso del grupo sinfónico cuando se usa como el grupo ácido. (a) Un polvo 5 magnético de superficie modificada y una solución acuosa de una sal de metal trivalente se agregan al agua contaminada que contiene un ácido 6 orgánico. En la figura 2, un cloruro 7 de hierro se ilustra como la sal de metal trivalente . (b) El polvo 5 magnético de superficie modificada y el ion 7 de hierro en enlace iónicamente de cloruro de hierro con el ácido orgánico en el agua contaminada. (c) Una solución acuosa de un polímero 8 que contiene grupos ácidos se agrega al agua contaminada. En la figura 2, un polímero 8 que contiene carboxilo se ilustra como el polímero que contiene grupo ácido. (d) El ion 7 de hierro y la superficie del polvo 5 magnético enlazado iónicamente con el grupo carboxilo del ácido 6 orgánico y con el grupo carboxilo del polímero 8 soluble en agua que contiene carboxilos. (e) Se forma un floculo 9 insoluble en agua. (2) Método para mejorar la eliminación de ácido orgánico El método para mejorar la tasa de eliminación de ácido orgánico se tipifica por la adición de una sal inorgánica al agua contaminada antes de la adición del polímero. La adición de una sal inorgánica puede aumentar probablemente la tasa de eliminación por un efecto similar que la precipitación de sales, como se ha descrito anteriormente. Al agregarse la sal inorgánica es preferible que sea cloruro de sodio el cual es abundante en la naturaleza. Se prefiere particularmente el cloruro de sodio en tratamiento de agua contaminada de los yacimientos petrolíferos submarinos. Esto es porque un promedio de concentración de cloruro de sodio en agua de mar es de aproximadamente 3 %, y la adición de cloruro de sodio arriba de este nivel afectará trivialmente el ambiente.

La sal inorgánica se agrega antes de la adición del polímero. Esto es porque la sal inorgánica, si se agrega después de la adición del polímero, además no puede contribuir a la floculación.

La tasa de eliminación de ácido orgánico también se puede mejorar para controlar el agua contaminada para tener un pH de 5 a 7 antes de la adición del polímero soluble en agua que contiene que contiene grupos ácidos, como ha sido descrito anteriormente. (3) Dimensionamiento de los flóculos o grumos La adición de una solución de polímero que contiene grupos ácidos, si se realiza con una excesivamente agitación vigorosa, puede causar flóculos para tener flóculos excesivamente de tamaños pequeños. Tales flóculos tienen tamaños excesivamente pequeños que pueden ser propensos a obstruir una capa de filtro sobre la filtración, resultando en una baja velocidad de tratamiento .

Se ha encontrado que la arena, las gotitas de aceite, y otra materia suspendida, cuando coexisten con el agua contaminada, se incluye en flóculos sobre la floculación para permitir a los flóculos que crezcan en tamaño. También han encontrado que la arena es adecuada para la eliminación de flóculos típicamente a través de la filtración, porque la arena tiene una alta gravedad específica, cuando está incluida en los flóculos, permite a los flóculos tener una más grande gravedad específica y precipitar fácilmente. (4) Eliminación de materia suspendida Se ha encontrado que el coagulante conforme a la presente invención es capaz de eliminar materia suspendida junto con un ácido orgánico, mientras el coagulante esta destinado a eliminar el ácido orgánico del agua contaminada. Por lo tanto el coagulante evita la necesidad de coagulación con un cloruro de polialuminio y una poliacrilamida generalmente empleada en técnicas habituales para la eliminación de materia suspendida y ventajosamente conducir a la reducción en carga (costo y tiempo de tratamiento) del proceso de remediación de agua. [3] Modalidades del aparato de tratamiento de acrua.

A continuación, el equipo de tratamiento de agua conforme a las modalidades de la presente invención se ilustrará más abajo. (1) La primera modalidad del aparato de tratamiento de agua de los aparatos de tratamiento de aguas conforme a la presente invención, uno emplea un sistema de separación magnética que se ilustrará en su estructura básica con referencia a la figura 3.

El agua contaminada se alimenta a través de una tubería 52 a un primera cámara 53 de mezcla usando una bomba 51. El líquido en la cámara se agita por un agitador 54 superior. El pH del agua contaminada se determina aquí mismo. Un sensor de pH (no mostrado) para determinar el pH se proporciona en la primera cámara 53 de mezcla. El aparato pueden incluir dos o más primeras cámaras 53 mezcladoras.

Cuando el agua contaminada tiene un pH de más de 7, se alimenta ácido clorhídrico diluido de un depósito 55 de ácido clorhídrico diluido vía una tubería 57 a la primera cámara 53 de mezcla usando una bomba 56.

Cuando el agua contaminada tiene un pH menor que 5, no se agrega ácido clorhídrico diluido, pero si se agrega una solución de hidróxido de sodio. El pH del agua contaminada se controla de esta manera.

Independientemente, una sal de metal trivalente y una sal de metal alcalina o sal de metal de tierra alcalina se disuelven en agua para dar una solución acuosa de sales de metal, y se almacenan la solución acuosa y un óxido de hierro en una depósito 58. La solución acuosa de sales de metal junto con el óxido de hierro se alimentan del depósito 58 a través de una tubería 60 a la primera cámara 53 de mezcla usando una bomba 59, seguido para mezclarlos con el agua contaminada.

Se alimenta la mezcla resultante de la primera cámara 53 de mezcla a través de la tubería 62 a una segunda cámara 63 de mezcla usando una bomba 61. La mezcla en la segunda cámara 63 de mezcla se agita por un agitador 64 superior.

La depósito 58 para almacenar la solución acuosa de las sales de metal se proporciona preferentemente con un agitador superior u otro mecanismo de agitación (no mostrado) para mezclar la solución acuosa de la sal de metal trivalente y la sal de metal alcalina o sal de metal de tierra alcalina con el polvo magnético. Esto es porque el polvo magnético tiene una gravedad especifica mayor que la del agua y puede hundirse hacia abajo en la depósito. La solución acuosa de sales de metal y el polvo magnético se pueden añadir por separado a la segunda cámara 63 de mezcla, pero tal adición por separado puede causar flóculos para contener el polvo magnético en una densidad desigual por unidad de volumen. Para evitar esto, el polvo magnético y la solución acuosa de las sales de metal se mezclan preferiblemente cono cada una antes de que se alimente a la segunda cámara 63 de mezcla, como en este aparato. La mezcla de estos componentes previamente en la primera cámara 53 de agitación también puede exhibir efectos similares.

A continuación, una solución acuosa de un polímero que contiene un grupo ácido se alimenta de un depósito 65 para la solución acuosa de un polímero que contiene grupo ácido a través de una tubería 67 a la segunda cámara 63 de mezcla usando una bomba 66, para formar flóculos o grumos en la segunda cámara 63 de mezcla.

Los flóculos formados contienen el polvo magnético. Los flóculos se adhieren a un tambor 68 el cual tiene una malla, de superficie magnetizada. El tambor 68 rota en dirección de las manecillas del reloj en la figura 3, y los flóculos adheridos a la superficie del tambor son despojados de la malla del tambor 68 por un raspador 69. Los flóculos 70 despojados se colectan en un dispositivo 71 colector de flóculos el cual tiene un fondo enmallado. Los flóculos 70 inmediatamente después de la colección contienen una cantidad considerable de agua, y el agua se drena a través de la malla al fondo del dispositivo 71 colector de flóculos. El tambor 68 puede rotar en dirección contraria a las manecillas del reloj de manera que se incremente la adhesión de flóculos 70. En este caso, el raspador 69 y el dispositivo 71 colector de flóculos se arreglan en posiciones opuestas con respecto al tambor 68.

Por el otro lado, el agua el agua que pasa a través de la malla del tambor 68 es una del cual los flóculos han sido eliminados por la acción de la malla. El agua, del cual los flóculos han sido eliminados, se descarga a través de una tubería 72 arreglada en la parte central del tambor 68.

Una boquilla 73 de la tubería 67 para la alimentación de un líquido a la segunda cámara 63 de mezcla es preferible que no esté directamente pero la depósito cónica (ampliada) en una forma de abanico o en la forma de regadera de manera que se alimente el líquido a un área lo más amplia posible en la segunda cámara 63 de la mezcla. Esto es porque la floculación inicia inmediatamente sobre la alimentación y, si el líquido se alimenta dentro de un área estrecha, el líquido de alimentación se incluye en un floculo y falla al contribuir a una formación adicional de flóculos.

Las puntas 73 de las boquillas de la tubería 62 y la tubería 67 para la alimentación de un líquido a la segunda cámara 63 de mezcla son arregladas sobre el nivel del líquido de manera que se evite el contacto de las boquillas con el líquido en la segunda cámara 63 de la mezcla. Esto es porque los flóculos formados en la segunda cámara 63 de la mezcla se pueden adherir a las boquillas 73 de la tubería 62 y la tubería 67 para obstruir orificios de las boquillas 73.

Este aparato puede estar diseñado de forma que no tenga el tambor para la separación magnética pero un mecanismo para separar flóculos por filtración corriente abajo de la precipitación de los flóculos. Los flóculos aquí contienen el polvo magnético, de este modo tienen una alta gravedad especifica, y son susceptibles de hundirse fácilmente. La precipitación de una mayoría de flóculos hacia el fondo de la segunda cámara 63 de mezcla y la filtración subsecuente del sobrenadante, por lo tanto permite la remediación del agua incluso sin separación magnética.

Este aparato incluye dos cámaras de mezcla, pero un aparato incluye solo una cámara de mezcla que también funcionará. Sin embargo, un aparato incluye dos cámaras de mezcla que es más ventajoso que un aparato que incluye una cámara de mezcla en los siguientes puntos. Específicamente, cuando los procesos plurales se llevan a cabo en dos cámaras de mezcla, las cámaras de mezcla, tuberías asociadas, y otras instalaciones pueden someterse a mantenimiento por separado, diferente al caso donde los procesos plurales se llevan a cabo en una cámara de mezcla. Esto permite mantenimiento de una cámara de mezcla durante la operación de un proceso en la otra cámara de mezcla y ayuda el aparato a que sea fácilmente operado sin detener el proceso de tratamiento del agua contaminada . (2) La segunda modalidad del aparato de tratamiento de agua contaminada de los aparatos de tratamiento de aguas contaminadas conforme a la presente invención, una incluye dos tambores del sistema de separación magnética que será ilustrado en sus estructura básica con referencia a las figura 4.

En este aparato, los flóculos o grumos se colectan en un tambor 68 que tienen una superficie de malla, y una pequeña cantidad de agua se dispersa desde el interior del tambor 68 de manera que despoje los flóculos de la malla del tambor 68. Los flóculos luego se transfieren a un tambor 74 y se adhieren a la superficie del tambor 74. Se arregla el tambor 74 adyacente al tambor 68. El tambor 74 tiene una superficie que no es una malla pero es una hoja de metal.

Luego de la retirada de los flóculos, la superficie de la malla del tambor 68 se raspa por un raspador conforme a una manera usual. En este proceso, el raspador puede ser capturado en la malla para dañar la malla.

El aparato conforme a esta modalidad, sin embargo, sufre menos del daño por el raspador, porque el raspador a la retirada de los flóculos, entra en contacto con la hoja de metal de la superficie del tambor 74, el cual la hoja de metal es más dura que lo que lo es la malla. (3) La tercera modalidad del aparato de tratamiento de agua de los aparatos de tratamiento de aguas conforme a la presente invención, una incluye una cámara 75 de eliminación de flóculos dispuesta por separado de sistema de separación magnética que será ilustrado en su estructura básica con referencia a la figura 5.

El aparato de tratamiento de agua tiene esta estructura que realiza separación magnética de los flóculos formados en una segunda cámara 63 de mezcla que no es en la misma cámara pero en otra cámara (cámara 75 de eliminación de flóculos) , a la que son transferidos los flóculos. La cantidad de tratamiento de agua al ser alimentada a la cámara 75 de eliminación de flóculos se controla por una válvula 76.

En el aparato tiene esta estructura, un porcentaje considerable de los flóculos permanecen en la segunda cámara 63 de mezcla para reducir la cantidad de flóculos para que se separen magnéticamente. Esto previene a la malla del tambor 68 de la obstrucción y toma una carga fuera del mantenimiento de la malla. (4) La cuarta modalidad del aparato de tratamiento de agua de los aparatos de tratamiento de aguas conforme a la presente invención, uno que emplea un sistema de separación magnética, tiene un tambor, e incluye una cámara 77 de eliminación de flóculos dispuestas por separado que serán ilustrados en su básica estructura con referencia a las figura 6.

El aparato de tratamiento de agua de esta estructura permite a los flóculos adherirse casi completamente a un tambor 74 por el arreglo del tambor 74 en una pequeña distancia del fondo de la cámara 77 de separación de floculo. En consecuencia, la remediación (purificación) de agua se lleva a cabo con un tambor. Los flóculos adheridos al tambor 74 se eliminan con un raspador. El aparato de esta estructura habilita la remediación de agua con un tambor y de este modo salva espacio de la cámara de separación de flóculos y, por extensión, espacio del aparato. (5) La quinta modalidad del aparato de tratamiento de agua de un sistema de remediación de agua y recubrimiento de aceite conforme a una modalidad de la presente invención se ilustrará en su básica estructura con referencia a la figura 7.

Una planta 81 de extracción de petróleo realiza el soplado de vapor para para la arena de petróleo y separar el petróleo de la arena. El crudo de calienta por el vapor inyectado para tener una viscosidad más baja y se separe de la arena como agua contaminada de petróleo, es decir, una mezcla con agua caliente derivada del vapor. El agua contaminada de crudo separa en petróleo y agua debido a la diferencia en la gravedad especifica, y el petróleo en una capa superior (también llamado betún) que se recupera para completar la extracción del petróleo. El petróleo separado se convierte en gasolina, crudo pesado, asfalto, y otros componentes a base de diferentes puntos de ebullición de ellos en un proceso de refinación y usados en varias industrias.

El agua contaminada contiene petróleo y se descarga de la planta de extracción de petróleo que se alimenta por una tubería 82 a un aparato 83 de tratamiento de agua. El agua contaminada se remedia en este aparato por la eliminación de petróleo, ácidos orgánicos, y otros componentes del mismo para dar agua tratada, y el agua tratada se alimenta a través de una tubería 84 a un generador 85 de vapor. El agua tratada se calienta en el generador 85 de vapor y se convierte en vapor, y el vapor se alimenta por medio de una tubería 86 a la planta 81 de extracción de petróleo. El vapor se reutiliza en el proceso de extracción de petróleo de la arena de petróleo.

En el proceso de calentamiento el agua de tratamiento forma vapor en el generador 85 de vapor, los flóculos se transfieren del aparato 83 del agua de tratamiento por una cinta 87 transportadora. Los flóculos contienen petróleo, ácidos orgánicos, y el polímero soluble en agua que contiene ácido, se queman como una parte de combustible en el proceso de calentamiento del agua tratada, y esto reduce la cantidad de desechos .

Algunas modalidades de la presente invención serán ilustradas más abajo.

Modalidad 1 (1) Modificación de polvo magnético Inicialmente, se modificó un polvo magnético.

La modificación se llevó a cabo de la siguiente manera. Inicialmente, un 5 % en peso de ácido clorhídrico (65.7 g, 0.09 mmol como HC1) se colocaron en un recipiente que contiene un polvo magnético (composición elemental: Fe304, 2.4 g, 0.01 mmol), seguido por agitación por una hora. El ácido clorhídrico toma un color amarillo pálido y transparente, indicando que el hierro (Fe) en la superficie del polvo magnético se convirtió probablemente en FeCl2 o FeCl3 y se disolvió; y qué el Fe en la superficie se ionizó ligeramente para permitir a los iones de cloruro estar presentes en la vecindad de los mismo o adherirse a ellos mismos. Luego, el polvo magnético se colecto por filtración, se lavó con agua, se secó bajo presión reducida, y por lo tanto cedió a un polvo magnético de superficie modificada.

La superficie del polvo magnético de superficie modificada se analizó por SEM-EDX para identificar la presencia de cloruro en la superficie, en adición al hierro y oxigeno derivados del polvo magnético antes del tratamiento. La superficie se corta en severos nanómetros usando haces de electrones para encontrar que la señal de cloruro casi desapareció, y la señales de hierro y oxigeno se observaron, indicando que el cloruro se enlazó a la superficie del polvo magnético modificado. Se detectó el cloruro incluso después del lavado con agua, indicando que la superficie estuvo en la forma de una sal entre el cloruro y el hierro. (2) Tratamiento de agua contaminada a través de floculación y separación magnética.

Se preparó un litro de un agua de prueba que contiene 220 ppm de ácido nafténico como un ácido orgánico (contiene 1 mmol de ácido nafténico) . Esta agua se refiere a lo sucesivo como una "agua contaminada simulada". El agua contaminada simulada tenía un pH de 6.9.

El "ácido nafténico" es un nombre genérico de ácidos carboxílicos de hidrocarbonos cíclicos y tiene un peso molecular que varía dependiendo típicamente en el tamaño del anillo y la presencia o ausencia de una cadena de alquiles ramificada. El experimento aquí empleo una mezcla de tales ácidos naffénicos cuyo peso promedio molecular se había medido. Se encontró que la mezcla tiene un peso promedio molecular de 220. El ácido nafténico (la mezcla) se usó en la forma de sale de amonio, para una buena solubilidad en agua.

El agua contaminada simulada (un litro) con agitación se combinó con 1.62 g (1 mmol en términos del número de moles del ion de hierro) de un 10 % en peso de solución acuosa de cloruro de hierro (111) como una sal de metal trivalente y 5 mg de polvo magnético de superficie modificada.

Luego, 1.44 g (1 mmol en términos del número de moles del grupo carboxilo como el grupo ácido) de un 5 por ciento en peso por la solución acuosa de un ácido poli acrílico que tiene grupos carboxilo (tiene un peso molecular promedio de 250,000) que se le agregó, resultando en la precipitación de flóculos.

Se colocó un imán de barra en el agua contaminada simulada y se acercó a los flóculos para reunir los flóculos al respecto. Entonces el imán de barra se alzó lentamente del agua contaminada simulada, y el agua contaminada simulada residual se encontró que no contiene flóculos observables visualmente, demostrando que se habían eliminado la mayoría de los flóculos.

El ácido nafténico en el agua contaminada simulada después de la eliminación de flóculos con la barra de imán se analizó cuantitativamente para encontrar que la concentración de ácido nafténico se redujo a 10 ppm.

El resultado demostró que el coagulante y el proceso de separación magnética conforme a la presente invención, habilita la eliminación de ácido nafténico disuelto en agua.

Se podrían colectar los flóculos y la concentración de ácido nafténico que se redujo a 10 ppm incluso sobre el uso de los polvos magnéticos modificados con ácido sulfúrico en una concentración de 10 por ciento en peso o ácido nítrico en una concentración de 10 por ciento en peso, en lugar del ácido clorhídrico .

Los resultados demostraron que la modificación del polvo magnético es posible no solo con ácido clorhídrico sino que también con otro ácido inorgánico.

Los polvos magnéticos modificados con ácido sulfúrico y ácido nítrico, respectivamente, fueron analizados por el mismo procedimiento como el análisis de la superficie del polvo magnético modificado con ácido clorhídrico para encontrar que los átomos de hierro, oxigeno, y de sulfuro, o hierro, oxígeno y átomos de nitrógeno se observaron respectivamente en la superficie. Sobre el corte de la superficie en varios nanómetros, la señal de sulfuro casi desapareció y solo las señales de hierro y de oxigeno se observaron en el polvo magnético modificado con ácido sulfúrico. Igualmente, la señal de nitrógeno casi desapareció y solo se observaron las señales de hierro y oxigeno en el polvo magnético modificado con ácido nítrico .

Incluso después del lavado con agua, se detectaron la presencia de átomos de azufre o átomos de nitrógeno, indicando que la superficie del polvo magnético estaba en la forma de una sal entre el ácido sulfúrico y el hierro o una sal entre el ácido nítrico y el hierro.

Modalidad 2.

Se realizó la modificación del polvo magnético con ácido clorhídrico en una concentración de 2 por ciento en peso para encontrar que la solución después de una hora de agitación apareció con menos color y transparente sobre la observación visual. Se sometió el polvo magnético a filtración, lavado con agua, y procesos de secado, y el polvo magnético resultante se sometió a un experimento de filtración. Sobre la colección de los flóculos con una barra de imán, la mitad o más de todos los flóculos fallaron al ser colectados. La recuperación de los flóculos se realizaron usando polvo magnético modificado con una solución de ácido sulfúrico en una concentración del 4 por ciento en peso o una solución de ácido nítrico en una concentración de 5 por ciento en peso para encontrar que la mitad o más de todos los flóculos fallaron al momento de la recolección .

Se realizó un experimento usando un polvo magnético modificado con ácido clorhídrico en una concentración del 3 por ciento en peso, y se colectaron los flóculos con una barra de imán. Como un resultado, se pudieron colectar los flóculos y la reducción de ácido naftónico se redujo a 10 ppm, como en la modalidad 1.

Igualmente, se pudieron colectar los flóculos y la concentración de ácido nafténico se redujo a 10 ppm incluso sobre el uso de polvos magnéticos modificados con una solución de ácido sulfúrico de 5 % de concentración en peso o una solución de ácido nítrico en una concentración de 6 por ciento en peso.

Los resultados demostraron que, cuando se realizó la modificación del polvo magnético con un solo ácido, el ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, y ácido nítrico deberían tener concentraciones de 3 por ciento en peso o más, 5 por ciento en peso o más, y 6 por ciento en peso o más, respectivamente.

Modalidad 3 Se realizó la modificación del polvo magnético con ácido clorhídrico en una concentración de 12 por ciento en peso, y tras una hora de agitación de ácido clorhídrico apareció amarillo y transparente en la observación visual. Se sometió a filtración, y lavado de agua, y procesos de secado, y el resultado que se encontró del polvo magnético que se había reducido a casi la mitad del peso antes de la modificación.

Los polvos magnéticos modificados con ácido clorhídrico en concentraciones del 3 al 11 por ciento en peso tuvieron pesos del 90 % o más del peso antes de la modificación.

Los resultados demuestran que una concentración de ácido clorhídrico preferida es del 11 por ciento en peso o menos para la modificación del polvo magnético de alto rendimiento.

Sobre el uso del ácido sulfúrico en lugar del ácido clorhídrico, la modificación a la concentración de 17% en peso o más causada por el polvo magnético que se conecta a una tasa del 50% o menos. La modificación a la concentración del 16 por ciento en peso permitió que el polvo magnético se colecte a una tasa de 90% o más.

También sobre el uso del ácido nítrico en lugar del ácido clorhídrico, modificación en una concentración de 19 por ciento en peso o más causada por el poder magnético que se colecta a una tasa de recuperación de 50 % o menos. La modificación a una concentración del 18 por ciento en peso permitió que se colectara el polvo magnético a una tasa de recuperación de 90% o más.

Los resultados en modalidad 2 y modalidad 3 demuestran que, la modificación del polvo magnético se realiza con un solo ácido, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, y ácido nítrico que preferentemente tiene concentraciones de 3 a 11 por ciento en peso, 5 a 16 por ciento en peso, y 6 a 18 por ciento en peso, respectivamente .

Modalidad 4.

Se realizó la modificación del polvo magnético con una solución que contiene 5 por ciento en peso de cloruro de sodio y 2 por ciento en peso de ácido clorhídrico para encontrar que después de una hora de agitación apareció un color amarillo pálido y transparente. Se filtró entonces el polvo magnético, se lavó con agua y se secó. El polvo magnético resultante se sometió a un experimento de floculacion en el cual los flóculos se colectaron con una barra de imán. Se pudieron colectar los flóculos y se redujo la concentración de ácido nafténico a 10 ppm como en la modalidad 1.

Igualmente, la modificación del polvo magnético se realizó con una solución que contiene 5 por ciento en peso de cloruro de sodio y 2 por ciento en peso de ácido sulfúrico o una solución que contiene 5 por ciento en peso de cloruro de sodio y 2 por ciento en peso de ácido nítrico, y después de una hora de agitación las soluciones tomaron un color amarillo pálido y transparente en observación visual. Se filtraron los polvos magnéticos, se lavaron con agua, y se secaron. El resultado del polvo magnético se sometió a un experimento de floculacion en el cual los flóculos se colectaron con una barra de imán. Se pudieron colectar los flóculos y la concentración de ácido nafténico se redujo a 10 ppm como en la modalidad 1.

Los resultados demostraron que la adición de cloruro de sodio a un ácido permite la modificación de polvo magnético con el ácido incluso a una baja concentración.

Los flóculos se pudieron colectar con una barra de imán y la concentración de ácido nafténico se redujo a 10 ppm como con el uso del cloruro de sodio, incluso cuando la modificación del polvo magnético se realizó con una solución que contiene, en lugar de cloruro de sodio, nitrato de potasio, cloruro de magnesio, sulfato de magnesio, o cloruro de calcio cada una en una concentración de 5 por ciento en peso.

Los resultados demostraron que un polvo magnético se puede modificar con un ácido incluso a una baja concentración para permitir que el ácido contenga además una sal de metal alcalina o una sal de metal de tierra alcalina.

Modalidad 5.

Se realizó un experimento de floculación para el procedimiento de la modalidad 1, excepto para el uso de 5 litros del agua contaminada simulada como una solución de 220 ppm de ácido nafténico que tiene un pH de 6.9, y los flóculos se colectaron con una barra de imán. Como resultado, los flóculos se pudieron colectar como en la modalidad 1, pero la concentración de ácido nafténico se encontró que es de 110 ppm. Independientemente, 1.62 g (1 mmol en términos del número de moles del ion hierro) de un 10 por ciento en peso de solución acuosa de cloruro de hierro (III) como una sal de metal trivalente que se combinó con 5 mg del polvo magnético de superficie modificada y 50 g de cloruro de sodio.

Luego, 7.2 g (5 mmol en términos del número de moles del grupo carboxilo como el grupo ácido) de un 5 por ciento en peso de solución acuosa de un ácido poli-acrilico que tiene grupos carboxilo (tiene un peso molecular promedio de 250,000) que se agrega, resultando una precipitación de flóculos.

Después de la colección de los flóculos con una barra de imán, se podrían colectar los flóculos como en la modalidad 1, y el agua contaminada simulada después de la colecta de los flóculos se encontró que tenía una concentración de ácido nafténico de 10 ppm.

El resultado demostró que la adición de cloruro de sodio facilita la inclusión de ácido nafténico en los flóculos.

Independientemente, se realizó un experimento del procedimiento anterior, excepto para agregar cloruro de sodio en una cantidad de 200 g. el agua contaminada simulada después de la colección de los flóculos se encontró que tiene una concentración de ácido nafténico de 4 ppm.

Esto demostró que se puede eliminar un porcentaje mayor del ácido nafténico en una mayor cantidad del cloruro de sodio que se agrega, por ejemplo, en una mayor concentración de cloruro de sodio en el agua contaminada.

Modalidad 6.

Se realizó un experimento para el procedimiento de la modalidad 5, excepto para la adición de cloruro de magnesio (50 g) en lugar de cloruro de sodio (50 g) . Se encontró que el agua contaminada simulada después de la colección de flóculos que tenia una concentración de ácido nafténico de 20 ppm.

Esto demostró que la adición de un cloruro como una sal facilita la inclusión del ácido nafténico en los flóculos.

Modalidad 7.

Se realizó un experimento para el procedimiento de la modalidad 5, excepto para la adhesión de sulfato de magnesio (50 g)en lugar de cloruro de sodio (50 g) . Se encontró que el agua contaminada simulada después de la colección de los flóculos tenia una concentración de ácido nafténico de 20 ppm.

Se realizó otro experimento para el procedimiento de la modalidad 5, excepto para agregar cloruro de potasio (50 g) en lugar de cloruro de sodio (50 g) . Se encontró que el agua contaminada simulada después de la colecta de los flóculos tenia una concentración de ácido nafténico de 10 ppm.

Estos demostraron que la adición de una sal de metal alcalina o sal de metal de tierra alcalina facilitaba la inclusión del ácido nafténico en los flóculos.

Modalidad 8.

Se realizó un experimento para el procedimiento de la modalidad 1, excepto para el uso de 1.72 g (1 mmol en términos del número de moles del grupo carboxilo como un grupo ácido) de un 5 por ciento en peso de una solución acuosa de ácido polimetacrilico en lugar de 1.44 g de 5 por ciento en peso de una solución acuosa de ácido poli acrilico. Se encontró que el agua contaminada simulada después de la colecta tenia una concentración por debajo de los 10 ppm.

Esto demostró que los ácidos orgánicos disueltos en agua pueden ser eliminados incluso usando un ácido poli metacrilato como un polímero que contiene carboxilo en lugar de ácido poli-acrílico.

Modalidad 9.

Se realizó un experimento para el procedimiento de la modalidad 1, excepto para el usar 1.84 g (1 mmol en términos del número de moles del grupo sinfónico) de un 10 por ciento en peso de la solución acuosa de ácido poli estirensulfónico en lugar de 1.44 g del 5 por ciento en peso de una solución acuosa de ácido poli acrilico. Se encontró que el agua contaminada simulada después de la colección de flóculos tenía una concentración de ácido nafténico por debajo de las 10 ppm.

Esto demostró que se pueden eliminar los ácidos orgánicos disueltos en agua incluso por el uso de un polímero soluble en agua que contiene sulfónico como el polímero que contiene grupos ácido.

Lista de número de referencia 4 polvo magnético 5 polvo magnético de superficie modificada 6 ácido orgánico 7 ion de hierro 8 polímero soluble en agua que contiene grupo carboxilo 9 floculo que incluye ácido orgánico y polvo magnético 51, 56, 59, 61, 66 bomba 52, 57, 60, 62, 67, 72, 82, 84, 86 tubería 53 primera cámara de mezcla 54, 64 agitador superior 55 depósito de ácido clorhídrico diluido 58 depósito para la solución acuosa de sales de metal 63 segunda cámara de mezclado 65 depósito para la solución acuosa de un polímero que contiene grupo ácido 68, 74 tambor 69 raspador 70 floculo 71 dispositivo de colección de floculo 73 boquilla de tubería para la alimentación del líquido a la segunda cámara de mezcla 75, 77 cámara de eliminación de floculo 76 válvula 81 planta de extracción de petróleo 83 aparato de tratamiento de agua 85 generador de vapor 87 cinta transportadora

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un coagulante capaz de formar un floculo con un ácido orgánico en agua contaminada, el coagulante caracterizado en que comprende: un soporte de óxido de hierro en una sal inorgánica en la superficie; y una solución acuosa de un polímero que contiene grupo ácido .

2. El coagulante de la reivindicación 1, caracterizado en que además comprende una sal de metal trivalente.

3. El coagulante de la reivindicación 2, caracterizado en que la sal de metal trivalente comprende una sal de hierro o una sal de aluminio.

4. El coagulante de una de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado en que la sal de metal trivalente abarca una sal de ácido clorhídrico.

5. El coagulante de cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado en que el óxido de hierro comprende Fe304.

6. El coagulante de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que el polímero que contiene el grupo ácido comprende un ácido poli acrílico.

7. El coagulante de la reivindicación 6, caracterizado en que el ácido poli acrílico tiene un peso molecular promedio de 2,000 a 1,000,000.

8. El coagulante de la reivindicación 6, caracterizado en que el ácido poli acrilico tiene un peso molecular promedio de 100,000 a 500,000.

9. El coagulante de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado en que el grupo ácido del polímero que contiene grupo ácido forma una sal de metal alcalina.

10. Un método para la remediación de agua contaminada para convertir un ácido orgánico en el agua contaminada a un floculo y eliminar el floculo, el método caracterizado en que comprende los pasos de: agregar un soporte de óxido de hierro en una sal inorgánica en la superficie para el agua contaminada; agregar una solución acuosa de un polímero que contiene un grupo ácido para el agua contaminada para precipitar un floculo; y la separación magnética de los flóculos precipitados.

11. El método de remediación de agua de la reivindicación 10, caracterizado en que además abarca los pasos de: agregar una solución acuosa ácida o básica al agua contaminada para separar el óxido de hierro; y la recuperación del óxido de hierro separado.

12. El método de remediación de agua de una de las reivindicaciones 10 y 11, caracterizado en que comprende además el paso de controlar el agua contaminada para tener un pH de 5 a 7 antes del paso de agregar la solución acuosa de un polímero que contiene grupo ácido.

13. Un aparato de tratamiento de agua para la remediación de agua contaminada, el aparato caracterizado en que comprende: un mecanismo para la agitación de agua contaminada; un mecanismo para agregar una base de óxido de hierro en una sal inorgánica en la superficie para el agua contaminada; un mecanismo para agregar una solución acuosa de un polímero que contiene grupo ácido para el agua contaminada para formar un floculo; y un mecanismo para separar magnéticamente el floculo formado.

14. El aparato de tratamiento de agua de la reivindicación 13, caracterizado en que comprende además: un mecanismo para la medición de un pH del agua contaminada; y un mecanismo para agregar un ácido o una base para el agua contaminada, ambos mecanismos se arreglan corriente arriba del mecanismo para agregar las partículas de óxido de hierro. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Con el fin de eliminar rápidamente un ácido orgánico disuelto en agua contaminada, un coagulante capaz de formar un floculo o grumo con el ácido orgánico en el agua contaminada se configura para incluir una base de óxido de hierro en un ácido inorgánico en la superficie de la misma, y una solución acuosa de un polímero que contiene un grupo ácido. Después de la retirada del ácido orgánico como un floculo del agua contaminada que usa el coagulante, la base de óxido de hierro en ácido orgánico en la superficie se agrega inicialmente al agua contaminada, y entonces se agrega la solución acuosa del polímero que contiene el grupo ácido, y el floculo se separa magnéticamente. Un aparato de tratamiento de agua habilita la remoción de una sustancia orgánica del agua contaminada que se proporciona con un mecanismo para la agitación del agua contaminada, un mecanismo para agregar una base de óxido de hierro en una sal orgánica en la superficie para el agua contaminada, un mecanismo para agregar una solución acuosa de un polímero que contiene el grupo ácido para formar un floculo, y un mecanismo para separar magnéticamente el floculo formado.