MX2009001750A - Procedimiento y dispositivo para la eliminacion de materias extrañas, presentes en forma disuelta, de aguas residuales. - Google Patents

Abstract

La invención hace referencia a un dispositivo y un procedimiento para la eliminación continua de materias extrañas, presentes en forma disuelta, de aguas residuales, con los siguientes pasos: a) paso de aguas residuales en una dirección de flujo (2) a través de un reactor (1), b) agregado de partículas magnéticas o magnetizables a las aguas residuales en una posición de alimentación del reactor (1), con lo que en las partículas se une al menos una materia extraña, 15 c) separación de partículas cargadas con materia extraña en una posición dispuesta más abajo en la dirección de flujo respecto de la posición de alimentación del reactor (1), cargando el flujo de aguas residuales con un campo magnético para el transporte de las partículas a un área de acumulación (3a, 3b) unida por el flujo con el reactor (1) y d) separación de las partículas y de las materias extrañas adheridas a las partículas. Un dispositivo adecuado para la realización del procedimiento abarca un reactor (1) que sirve para la recepción de aguas residuales cargadas con materias contaminantes y que presenta un área de acumulación (3a, 3b) para partículas magnéticas o magnetizables cargadas con materias contaminantes, así como medios para la generación de un campo magnético que transporte las partículas al área de acumulación (3a, b).

Description

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA ELIMINACIÓN DE MATERIAS EXTRAÑAS, PRESENTES EN FORMA DISUELTA, DE AGUAS RESIDUALES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención hace referencia a un dispositivo y un procedimiento para la eliminación continua de materias extrañas, presentes en forma disuelta, de aguas residuales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Bajo materias extrañas se entienden sustancias que molestan por motivos ecológicos, económicos u otros y que por ello deban ser extraídas de las aguas residuales. Mientras que las materias extrañas presentes, por ejemplo, en forma de partículas sólidas pueden ser eliminadas mediante procedimientos mecánicos sin mayores problemas, para la separación de sustancias extrañas disueltas la mayoría de las veces se requieren procedimientos químicos . Las aguas residuales que se generan durante la obtención de minerales, por ejemplo, contienen grandes cantidades de sulfatos y metales pesados. Usualmente los sulfatos se precipitaban como sulfato de calcio añadiendo lechada de cal. Pero debido a la contaminación con metales pesados de los lodos de sulfato precipitados no es posible utilizar el sulfato de calcio para la fabricación de productos de yeso, de manera que la mayoría de las veces la única solución es un almacenamiento con altos costes.

La DE 27 19 529 Al revela un coagulante y un adsorbente para la clarificación de agua. El adsorbente en forma de partículas se compone de un mineral de partículas finas o de un material arcilloso. Las partículas individuales presentan una capa superficial fina hidrolizada, que con el valor de pH de adsorción presenta un potencial zeta positivo. Las partículas agregadas al agua a clarificar se unen, después de agitarse intensivamente, con los materiales contaminantes presentes en el agua. A continuación se espera una sedimentación de las partículas. La sedimentación se puede acelerar utilizando un separador magnético. . . . La DE 695 16 322 T2 revela partículas magnetizadas para la purificación de soluciones, así como un procedimiento de fabricación para esas partículas. Las partículas poseen un núcleo magnético, alrededor del cual se encuentra arrollado un material fibroso. El material fibroso, a su vez, se encuentra mezclado con un aglutinante. El núcleo puede estar compuesto por óxido de hierro u otro material magnético. El material fibroso puede ser especialmente un polímero orgánico. Las partículas magnéticas pueden ser retiradas de la solución a purificar mediante un procedimiento del estado actual de la técnica generalmente conocido, utilizando como ayuda fuerzas magnéticas .

La DE 101 60 664 Al revela un procedimiento para la clarificación de aguas residuales, así como un adsorbente con propiedades magnéticas adecuado para este procedimiento. Las aguas residuales a purificar se ponen en contacto, por un tiempo suficientemente largo, con el adsorbente magnético, a continuación esa mezcla de aguas residuales y adsorbente es expuesta a un campo magnético. Por 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 formado por una rejilla de material magnetizable, una disposición de varillas magnéticas, por lana de acero o virutas de acero.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Es tarea de la presente invención proponer un procedimiento que permita una separación fácil y efectiva de materias extrañas de aguas residuales a purificar. Especialmente se debe indicar un procedimiento con el que se pueda lograr de manera sencilla una eliminación separada de metales pesados y sulfatos de las aguas residuales. Otra tarea consiste en indicar un dispositivo adecuado para la realización del procedimiento.

La primera tarea es resuelta por un procedimiento conforme a la reivindicación 1, la segunda tarea por un dispositivo conforme a la reivindicación 11.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Figura 1. Es un reactor dispuesto de manera horizontal, para separar de manera selectiva varias materias extrañas distintas. En el reactor, existen varias áreas de acumulación, separadas en su dirección longitudinal o en la dirección de flujo de las aguas residuales .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En un procedimiento conforme a la invención se añaden partículas magnéticas o magnetizables a las aguas residuales a las que se une al menos una materia extraña. Luego, las partículas cargadas con materias contaminantes son separadas de las aguas residuales con un campo magnético y a continuación son sometidas a un tratamiento en el que se separan las partículas y las materias contaminantes adheridas. El procedimiento conforme a la invención sirve especialmente para la eliminación continua de materias extrañas, presentes en forma disuelta, de aguas residuales. Para ello se atraviesa un reactor con aguas residuales en una dirección de flujo. En una posición de alimentación del reactor se añaden partículas magnéticas o magnetizables a las aguas residuales, a las que se une al menos una materia extraña. En otra posición, dispuesta más abajo en la dirección de flujo, las aguas residuales cargadas con materia extraña son separadas en un área de acumulación unida por el flujo con el reactor y para ello se cargan las aguas residuales con un campo magnético. Las partículas y la materia extraña adherida a las partículas se separan más tarde. Debido al efecto de unión específico de las partículas se pueden separar de manera selectiva determinadas materias extrañas de las aguas residuales, de manera que se logra una separación pura de las materias extrañas. Con esto aumentan, por ejemplo, las posibilidades para un reciclaje eficiente de las materias extrañas. En el caso de aguas residuales con sulfatos que contengan metales pesados, los metales pesados se pueden aislar de las aguas residuales de manera separada con un coste relativamente bajo, de manera que el sulfato que permanece puede ser retirado como sulfato de calcio libre de metales pesados a través de métodos usuales o también, preferentemente, con ayuda de partículas magnéticas o magnetizables. Las partículas y las materias extrañas adheridas a ellas son separadas en un último paso del procedimiento, de manera que, por un lado, las partículas no molesten durante el reciclaje y por el otro, puedan ser utilizadas nuevamente para la eliminación de materias extrañas de aguas residuales.

La manera en la que se realiza la separación mencionada depende en última instancia del tipo de unión entre las partículas y las materias extrañas. En el caso de una adherencia por adsorción de las materias extrañas a las partículas se pueden utilizar procedimientos mecánicos, por ejemplo un tratamiento con ultrasonido. Se puede pensar también en generar turbulencias fuertes en una suspensión de partículas cargadas con materias extrañas y de esta manera separar las materias extrañas y las partículas. En el caso de una unión química entre la partícula y la materia extraña se utilizan procedimientos químicos. De esta manera se pueden utilizar, por ejemplo, partículas en cuya superficie se encuentran presentes grupos conocidos de intercambiadores iónicos, como por ejemplo grupos de ácido sulfónico para la unión de cationes o de grupos amonios cuaternarios o también grupos que generan quelación para la unión de aniones . La separación de las materias extrañas puede realizarse dé la misma manera que la regeneración de los intercambiadores de iones correspondientes, por ejemplo, en el caso de grupos ácidos, mediante el tratamiento con ácidos, con lo que un catión unido a una partícula, por ejemplo un catión de metal pesado, es reemplazado por uno o varios protones .

Una unión de materias extrañas a partículas también se puede efectuar si las partículas se encuentran dotadas de un revestimiento, en el que o en cuya superficie se concentren determinadas materias extrañas. Para ello el revestimiento podría estar compuesto por una sustancia que provoque una adherencia por adsorción de las materias extrañas o que presente los grupos arrilpa mencionados .

En una variante de procedimiento preferida especialmente se purifican aguas residuales que contienen sulfato y metales pesados como materias extrañas, con lo que preferentemente se eliminan primero los metales pesados con ayuda de partículas magnéticas o magnetizadas, antes de realizar una separación del sulfato. El sulfato puede ser separado luego mediante procedimientos usuales o también con ayuda de las partículas en cuestión. Después de la separación de las partículas de los metales pesados éstas se pueden reciclar, por ejemplo para la obtención de minerales. En otra variante de procedimiento preferida tiene lugar una separación selectiva, y para ello se añaden partículas a las aguas residuales a las que sólo se une un único metal pesado o sólo una parte de los metales pesados contenidos en las aguas residuales. De esta manera se pueden eliminar, por ejemplo, determinados metales pesados que molestan en el caso de un reciclaje.

Un dispositivo adecuado para la realización de un procedimiento del tipo explicado abarca un reactor que se utilice para la recepción de aguas residuales cargadas con materias extrañas y que presente un área de acumulación para partículas magnéticas o magnetizables cargadas con materias extrañas, así como medios para la generación de un campo magnético que transporte las partículas al área de acumulación. El campo magnético es generado preferentemente por al menos una bobina magnética que abarque el área de acumulación .

En una variante preferida del dispositivo el reactor posee forma de tubo. Un reactor de este tipo es especialmente adecuado para una eliminación continua de materias extrañas. El agua residual a purificar fluye a través del reactor, con lo qüe en una posición se agregan de manera dosificada partículas magnéticas o magnetizables y en una posición del reactor dispuesta más abajo en la dirección de flujo, el flujo de aguas residuales es cargado con un campo magnético para transportar las partículas cargadas con materia extraña a un área de acumulación unida por el flujo con el reactor. Para el caso en que se deban separar de manera selectiva varias materias extrañas distintas existen en el reactor varias áreas de acumulación, separadas en su dirección longitudinal o en la dirección de flujo de las aguas residuales.

Un reactor de este tipo se representa esquemáticamente en el dibujo adjunto. El reactor 1 se encuentra dispuesto esencialmente de manera horizontal y durante el funcionamiento es atravesado por un flujo de aguas residuales, por ejemplo en dirección de las flechas 2. En el perímetro exterior del reactor 1 se encuentran dispuestos, en su dirección longitudinal o en la dirección de flujo, contenedores separados, por ejemplo de forma cilindrica, 3 que forman un área de acumulación 3a para las partículas separadas de las aguas residuales. Los contenedores 3 se encuentran unidos con el reactor 1 por el flujo a través de una abertura 4. En cada caso los contenedores 3 se encuentran abarcados en una sección longitudinal cercana a la abertura 4 por una bobina magnética 5. En cada caso, en una posición del reactor 1 que se encuentra más arriba del flujo del contenedor 3, se encuentra prevista una posición de alimentación 6, a través de la que se puede ingresar a las aguas residuales una suspensión 8a, 8b que contiene partículas magnéticas o magnetizables. La alimentación se realiza desde un depósito 7, que en comparación con el reactor 1 se encuentra dispuesto en una posición geodésica más alta, de manera que para la alimentación de la suspensión de partículas 8a, 8b no es necesaria una bomba. La distancia entre una posición de alimentación 6 y un área de acumulación 3a se ha elegido de manera tal, que con una velocidad de flujo predeterminada de las aguas residuales se garantiza un acoplamiento completo entre las partículas de la suspensión de partículas 8a, 8b y de la materia extraña correspondiente. El campo magnético de la bobina magnética 5 se ha elegido de manera tal, que la fuerza que actúa sobre las partículas cargadas con materia extraña alcanza, con una velocidad de flujo predeterminada de las aguas residuales, para transportar las partículas completamente hacia fuera del reactor y hacia el interior del área de acumulación 3. Eventualmente , la fuerza es suficiente para transportar partículas incluso contra la fuerza de gravedad. Según el tipo de materia extraña a eliminar, la distancia entre la posición de alimentación 6 y el depósito de acumulación 3a puede variar.

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la eliminación continua de materias extrañas, presentes en forma disuelta, de aguas residuales, caracterizado porque consiste en los siguientes pasos: a) paso de aguas residuales en una dirección de flujo (2) a través de un reactor (1) , b) agregado de partículas magnéticas o magnetizables a las aguas residuales en una posición de alimentación del reactor (1)', con lo que en las partículas se adiciona al menos una materia extraña, c) separación de partículas cargadas con materia extraña en una posición dispuesta más abajo en la dirección de flujo respecto de la posición de alimentación del reactor (1) , cargando el flujo de aguas residuales con un campo magnético para el transporte de las partículas a un área de acumulación (3a, 3b) unida por el flujo con el reactor (1) y d) separación de las partículas y de las materias extrañas adheridas a las partículas.

2. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque a las partículas se unen por adsorción materias extrañas .

3. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas se encuentran previstas de un revestimiento en el que o en cuya superficie se concentran materias extrañas .

4. Procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la separación de las partículas y las sustancias extrañas se realiza generando turbulencias fuertes en una suspensión que contiene partículas cargadas con materias contaminantes .

5. Procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la separación de las partículas y las sustancias extrañas se realiza tratando con ultrasonido las partículas cargadas con materias extrañas .

6. Procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por partículas con un efecto de unión específico para la unión selectiva de materias extrañas .

7. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque las materias extrañas son metales pesados .

8. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado por e) precipitación del sulfato contenido en las aguas residuales .

9. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque: - en una primera y segunda posición de alimentación se añaden primeras y segundas partículas magnéticas o magnetizables a las aguas residuales, con lo que a las primeras y segundas partículas se une al menos una primera y una segunda materia extraña, - la separación de las primeras y las segundas partículas tiene lugar en cada caso en una posición dispuesta más abajo en la dirección de flujo respecto de la primera y la segunda posición de alimentación del reactor (1) .

10. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la primera materia extraña es sulfato y la segunda materia extraña es un metal pesado.

11. Dispositivo para la realización de un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores con un reactor (1) que sirve para la recepción de aguas residuales cargadas con materias contaminantes y que presenta al menos un área de acumulación (3a, 3b) para partículas magnéticas o magnetizables cargadas con materias contaminantes, así como con medios para la generación de un campo magnético que transporte las partículas al, al menos un, área de acumulación (3a, b) .

12. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 11, en el que el, al menos un, área de acumulación (3a, 3b) se encuentra abarcado por al menos una bobina magnética (5) .

13. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 11 ó 12, con un reactor en forma de tubo (1), en cuyo lado exterior se encuentra dispuesto al menos un área de acumulación (3a, 3b) unida por el flujo con el reactor (1) .

14. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, con varias áreas de acumulación (3a, 3b) separadas en la dirección longitudinal del reactor (1) . RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención hace referencia a un dispositivo y un procedimiento para la eliminación continua de materias extrañas, presentes en forma disuelta, de aguas residuales, con los siguientes pasos: a) paso de aguas residuales en una dirección de flujo (2) a través de un reactor (1) , b) agregado de partículas magnéticas o magnetizables a las aguas residuales en una posición de alimentación del reactor (1) , con lo que en las partículas se une al menos una materia extraña, 15 c) separación de partículas cargadas con materia extraña en una posición dispuesta más abajo en la dirección de flujo respecto de la posición de alimentación del reactor (1) , cargando el flujo de aguas residuales con un campo magnético para el transporte de las partículas a un área de acumulación (3a, 3b) unida por el flujo con el reactor (1) y d) separación de las partículas y de las materias extrañas adheridas a las partículas . Un dispositivo adecuado para la realización del procedimiento abarca un reactor (1) que sirve para la recepción de aguas residuales cargadas con materias contaminantes y que presenta un área de acumulación (3a, 3b) para partículas magnéticas o magnetizables cargadas con materias contaminantes, así como medios para la generación de un campo magnético que transporte las partículas al área de acumulación (3a, b) .