ES2354669A1 - Process and reagent for the treatment of glycolated waters. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Proceso y reactivo para el tratamiento de aguas glicoladas.Process and reagent for water treatment glycoses
La presente invención se enmarca dentro del campo químico e industrial.The present invention is framed within the chemical and industrial field
Concretamente, la presente invención se refiere a un proceso de separación por etapas para la recuperación de la materia orgánica soluble (alcoholes) de las aguas glicoladas industriales, así como el reactivo empleado en el tratamiento de las mismas.Specifically, the present invention relates to to a process of separation by stages for the recovery of soluble organic matter (alcohols) of glycol waters industrial, as well as the reagent used in the treatment of same.
Este método es aplicable a aguas residuales industriales cargadas de compuestos orgánicos como disolventes, hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, etc.This method is applicable to wastewater industrial loaded with organic compounds as solvents, hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, etc.
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En la actualidad, el tratamiento de las aguas glicoladas industriales se efectúa mediante tratamientos físico-químicos, biológicos o de destilación.Currently, water treatment industrial glycoses are carried out through treatments physicochemical, biological or distillation.
Para los residuos que se tratan en plantas físico-químicas, el tratamiento consiste en enviar el agua industrial desde la balsa de homogenización donde se recogen hasta el depósito de tratamiento o reactor. Aquí, se añade un coagulante primario del tipo Al_{2}(SO_{4})_{3}, FeCl_{3}, Fe_{2}(SO_{4})_{3}, AlCl_{3} ó una poliamina como coagulante orgánico etc., con control de pH, trabajando normalmente a un pH ácido.For waste treated in plants physicochemical, the treatment consists of sending industrial water from the homogenization pool where they are collected to the treatment tank or reactor. Here, a primary coagulant of the type Al 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe 2 (SO 4) 3, AlCl 3 or a polyamine as organic coagulant etc., with pH control, working normally at an acidic pH.
Tras la coagulación se añade lechada de cal (disolución líquida de CaO ó de Ca(OH)_{2}) ó NaOH hasta un valor de pH cercano a la neutralidad. En todos los pasos se mantiene la agitación. Tras la neutralización, se añade, en una tercera cámara, conectada a las anteriores mediante zig-zag, un agente floculante conocido como polielectrolito, se agita a una baja velocidad y los coágulos de materia orgánica formados tras la adición del coagulante se transforman en flóculos de tamaño suficiente, que sedimentan en decantadores estáticos o lamelares, donde el agua, libre de materia orgánica coloide, pero no de materia orgánica disuelta y, por tanto, no apta para usos industriales, sale por la parte superior del decantador al colector, y los lodos, recogidos por la parte inferior del decantador, son espesados y deshidratados mediante filtro prensa y adición de lechada de cal. El agua que se obtiene mediante estos procesos posee todavía materia orgánica disuelta (que no es coagulable), por lo que no es todavía apta para usos industriales, por lo tanto este proceso tiene sus limitaciones.After coagulation lime milk is added (liquid solution of CaO or Ca (OH) 2) or NaOH up to a pH value close to neutrality. In all the steps you Keep stirring. After neutralization, it is added, in a third camera, connected to the previous ones by zig-zag, a flocculating agent known as polyelectrolyte, it is stirred at a low speed and the clots of organic matter formed after the coagulant is added they transform into flocs of sufficient size, which settle in static or lamellar decanters, where water, free of matter organic colloid, but not dissolved organic matter and therefore not suitable for industrial uses, it comes out from the top of the decanter to the collector, and sludge, collected from the bottom of the decanter, are thickened and dehydrated by filter press and addition of whitewash. The water that is obtained through these processes still has dissolved organic matter (which is not coagulable), so it is not yet suitable for industrial uses, Therefore this process has its limitations.
En el caso de los procesos biológicos, el procedimiento que se aplica normalmente a las aguas industriales es, en una primera etapa, un desbastado mediante rejas y tamices para separar todos los sólidos mayores de 0,8 cm. aproximadamente.In the case of biological processes, the procedure that is normally applied to industrial waters is, in a first stage, a roughing by grilles and sieves to separate all solids larger than 0.8 cm. approximately.
Tras el desbaste de gruesos y finos, se procede a un desarenado y desengrasado para separar arenas y grasas. Seguidamente, las aguas residuales se conducen a un decantador primario donde se separa de las aguas la materia orgánica coloide. Tras esta decantación primaria, las aguas se conducen a un reactor biológico aireado, donde se procede a la digestión de la materia orgánica por las bacterias presentes en el agua. El agua sale del reactor biológico para ser conducida a un decantador secundario donde se separa el agua de los lodos biológicos. El agua de salida, ahora ya depurada pero no apta para uso industrial, es vertida al colector.After roughing of coarse and fine, proceed to a sanding and degreasing to separate sands and fats. Next, the wastewater is conducted to a decanter primary where colloid organic matter is separated from the waters. After this primary decantation, the waters are taken to a reactor aerated biological, where matter is digested Organic by the bacteria present in the water. The water leaves the biological reactor to be driven to a secondary decanter where the water is separated from the biological sludge. Water outlet, now purified but not suitable for industrial use, it is poured into manifold.
Los lodos procedentes de esta etapa, junto con los procedentes de la decantación primaria, se someten a espesado, digestión anaeróbica para producción de metano, posterior deshidratación mediante dosificación de lechada de cal y secado mediante filtro prensa o mediante dosificación de polielectrolito catiónico y centrífuga.The sludge from this stage, along with those from the primary decantation are thickened, anaerobic digestion for methane production, later dehydration by dosing lime slurry and drying by press filter or by polyelectrolyte dosing cationic and centrifugal.
En ambos casos, el agua de salida no es directamente reutilizable para usos industriales dado que ninguno de los dos sistemas es capaz de separar por completo toda la materia orgánica de las aguas residuales industriales.In both cases, the outlet water is not directly reusable for industrial uses since none of the two systems is able to completely separate all matter Organic industrial wastewater.
Existe un tercer método de tratamiento de estas aguas denominado evaporación. En caso de trabajar con evaporación atmosférica nos encontramos que el agua destilada arrastra la porción más volátil, por lo que no se obtiene una corriente libre de materia orgánica. Para poder separar una fracción de alcoholes se deberá practicar una destilación, proceso caro tanto en implantación como en coste energético.There is a third method of treating these water called evaporation. In case of working with evaporation atmospheric we find that distilled water drags the more volatile portion, so that a current free of organic material. In order to separate a fraction of alcohols, you must practice a distillation, expensive process both in implementation As in energy cost.
Otra opción que tienen las empresas, hoy en día, es gestionar estas aguas como residuo en cementeras que utilizan como combustible todo y que su poder calorífico es muy bajo debido a la elevada proporción de agua que arrastran.Another option that companies have, today, is to manage these waters as waste in cement plants that use as fuel everything and that its calorific value is very low due to the high proportion of water they carry.
Así se observa que existen limitaciones en el estado de la técnica así como la necesidad de obtener un proceso eficiente, así como el reactivo empleado para el tratamiento de aguas glicoladas que proporcione aguas aptas para uso industrial.This shows that there are limitations in the prior art as well as the need to obtain a process efficient, as well as the reagent used to treat glycol water that provides water suitable for use industrial.
Figura 1: Representa un esquema o plano de las columnas de microfiltración donde (1) representa la salida 1 o Vaciado filtrado y (2) la salida 2 o Vaciado final proceso adsorción a entrada tratamiento.Figure 1: Represents a scheme or plan of the microfiltration columns where (1) represents output 1 or Emptying filtered and (2) output 2 or Final emptying adsorption process upon entry treatment.
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El procedimiento para el tratamiento de aguas glicoladas objeto de la presente invención comprende una serie de etapas con una primera fase de separación de materia orgánica coloidal y sólidos en suspensión, orgánicos y/o inorgánicos, mediante reactivo de coagulación/adsorción/floculación, que permite obtener agua libre de materia orgánica coloidal y sólidos en suspensión, orgánicos y/o inorgánicos, en un porcentaje aproximado del 99%, mediante un proceso de coagulación-adsorción-floculación de materia orgánica en una sola etapa, de forma directa y sin necesidad de utilizar decantadores lamelares o estáticos, siendo ésta, una vez separados los lodos por procesos de filtración mediante filtro deshidratador, el agua de alimentación a una segunda etapa mediante membranas tubulares de ultrafiltración.The procedure for water treatment glycoses object of the present invention comprises a series of stages with a first phase of separation of organic matter colloidal and suspended solids, organic and / or inorganic, by coagulation / adsorption / flocculation reagent, which allows get water free of colloidal organic matter and solids in suspension, organic and / or inorganic, in an approximate percentage 99%, through a process of coagulation-adsorption-flocculation of organic matter in a single stage, directly and without need of using lamellar or static decanters, this being once sludge separated by filter filtration processes dehydrator, the water supply to a second stage by ultrafiltration tubular membranes.
Para el objeto de la presente invención, se utilizan indistintamente los términos "coagulación/adsorción/floculación" o "coagulación-adsorción-floculación", y se refieren a un efecto o proceso simultáneo de coagulación, de adsorción y de floculación, que en el caso del procedimiento objeto de la presente invención se produce en una sola etapa y en el caso del reactivo objeto de la presente invención es una característica del mismo.For the purpose of the present invention, use the terms interchangeably "coagulation / adsorption / flocculation" or "coagulation-adsorption-flocculation", and refer to a simultaneous coagulation effect or process of adsorption and flocculation, which in the case of the subject procedure of the present invention occurs in a single stage and in the case of the reagent object of the present invention is a characteristic of the same.
En una segunda fase mediante proceso de ultrafiltración, se obtienen dos fracciones, una de permeado y otra de rechazo. El rechazo, equivalente a un 5% del caudal de entrada es recirculado a proceso físico-químico, mientras que el permeado se utilizará como agua de alimentación a la siguiente fase, las columnas de adsorción.In a second phase through the process of ultrafiltration, two fractions are obtained, one of permeate and another of rejection The rejection, equivalent to 5% of the input flow is recirculated to the physical-chemical process, while the permeate will be used as feedwater to the next phase, adsorption columns.
Se reivindica proceso de separación de materia orgánica mediante columnas de adsorción y reactivo de regeneración, que permite separar la materia orgánica soluble de una mezcla de agua + sal + materia orgánica soluble.Matter separation process is claimed organic by adsorption columns and regeneration reagent, which allows the soluble organic matter to be separated from a mixture of water + salt + soluble organic matter.
El agua de salida de las columnas de adsorción, mezcla de agua y sal, será tratada mediante un doble proceso de ósmosis inversa más cristalización, que permitirá obtener agua por un lado y sales húmedas por otro.The outlet water of the adsorption columns, mixture of water and salt, will be treated by a double process of reverse osmosis plus crystallization, which will allow to obtain water by one side and wet salts on the other.
Este método es aplicable a aguas industriales de fabricación de ésteres, aguas glicoladas de circuitos de refrigeración, aguas hidrocarburadas y de separadores de hidrocarburos, etc. En definitiva, cargadas de compuestos orgánicos como, alcanos, alquenos y alquinos, alcoholes, cetonas, aldehídos, ácidos carboxílicos, ésteres y éteres, etc., junto con sales.This method is applicable to industrial waters of manufacture of esters, glycol water of circuits refrigeration, hydrocarbon waters and separators of hydrocarbons, etc. In short, loaded with organic compounds such as alkanes, alkenes and alkynes, alcohols, ketones, aldehydes, carboxylic acids, esters and ethers, etc., together with salts.
Concretamente, la presente invención se refiere a un proceso de separación por etapas para la recuperación de la materia orgánica soluble (alcoholes) de las aguas glicoladas industriales, que comprende las siguientes etapas:Specifically, the present invention relates to to a process of separation by stages for the recovery of soluble organic matter (alcohols) of glycol waters industrial, which includes the following stages:
- a)to)
- adición de un reactivo de coagulación/adsorción/floculación que permite separar la materia orgánica coloidal así como los sólidos en suspensión (orgánicos y/o inorgánicos) presentes en las aguas glicoladas, con una eficiencia > 99% de separación de sólidos en suspensión así como de materia orgánica coloidal,adding a reagent of coagulation / adsorption / flocculation that allows matter to be separated colloidal organic as well as suspended solids (organic and / or inorganic) present in glycol waters, with an efficiency > 99% separation of suspended solids as well as matter colloidal organic,
- b)b)
- ultrafiltración mediante membrana tubular de ½'' y 4.2 m de largo, para obtener un agua tratada procedente del proceso físico químico con una turbidez < 3 NTU (Nefelometric Turbidity Unit), conteniendo únicamente agua materia orgánica soluble y sales,ultrafiltration by tubular membrane of ½ '' and 4.2 m long, to obtain a treated water from the chemical physical process with a turbidity <3 NTU ( Nefelometric Turbidity Unit ), containing only water soluble organic matter and salts,
- c)C)
- separación de la materia orgánica soluble de la mezcla de agua y sales mediante columnas de adsorción-desorción, de las que se obtiene por adsorción la recuperación de una fracción de materia orgánica en solución acuosa a una concentración en peso muy superior a la de entrada y por proceso de desorción, tras el que la columnas vuelve a estar preparada para iniciar un nuevo proceso de adsorción-desorción,separation of organic matter soluble mixture of water and salts by columns of adsorption-desorption, of which is obtained by adsorption the recovery of a fraction of organic matter in aqueous solution at a concentration by weight much higher than that of input and by desorption process, after which the columns return to be prepared to start a new process of adsorption-desorption,
- d)d)
- tratamiento por membranas de ósmosis inversa de la mezcla de agua y sal de salida de las columnas que nos permite recuperar una fracción de agua sin sal y una fracción de rechazo donde tenemos las sales concentradas hasta un valor de 70 g/l, yosmosis membrane treatment inverse of the mixture of water and salt output of the columns that we allows recovering a fraction of unsalted water and a fraction of rejection where we have concentrated salts up to a value of 70 g / l, and
- e)and)
- evaporación donde se obtiene agua destilada y sales concentradas.evaporation where water is obtained distilled and concentrated salts.
El objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento y los reactivos para el tratamiento de aguas residuales industriales cargadas de materia orgánica (alcoholes, cetonas, aldehídos, ácidos etc.) basado en un proceso por etapas dónde y en una primera etapa un reactivo de coagulación/adsorción/floculación permite separar la materia orgánica coloidal y sólidos en suspensión (orgánicos y/o inorgánicos) presente en las aguas industriales con una eficiencia superior al 99% en forma de lodos, una segunda etapa de acondicionamiento mediante ultrafiltración multitubular, una tercera etapa de adsorción donde se separa la materia orgánica soluble de nuestro interés(alcoholes, cetonas, aldehídos, ácidos policarboxílicos, etc.) y reactivo de regeneración de las mismas y una etapa final de separación de agua y sales húmedas mediante ósmosis inversa y cristalizador industrial.The object of the present invention is provide a procedure and reagents for the treatment of industrial wastewater loaded with organic matter (alcohols, ketones, aldehydes, acids etc.) based on a process by stages where and in a first stage a reagent of coagulation / adsorption / flocculation allows matter to be separated colloidal organic and suspended solids (organic and / or inorganic) present in industrial waters with an efficiency higher than 99% in sludge form, a second stage of conditioning by multitubular ultrafiltration, a third adsorption stage where soluble organic matter is separated from our interest (alcohols, ketones, aldehydes, acids polycarboxylic, etc.) and regeneration reagent thereof and a final stage of separation of water and wet salts by reverse osmosis and industrial crystallizer.
El proceso consiste en:The process consists of:
Las aguas industriales son recogidas en tanques de 100 m^{3} de capacidad, dotados de agitación mediante bomba centrífuga de recirculación, venteo en su parte superior y vaciado por la parte inferior.Industrial waters are collected in tanks 100 m 3 capacity, equipped with pump agitation recirculation centrifuge, vent in its upper part and emptying by the bottom.
Desde el tanque de almacenamiento se captarán las aguas homogenizadas para ser conducidas a un reactor de coagulación/adsorción/floculación donde se dosificará el reactivo de coagulación/adsorción/floculación, también objeto de la presente invención, específico para cada tipo de agua glicolada.From the storage tank they will be captured homogenized waters to be conducted to a reactor of coagulation / adsorption / flocculation where the reagent will be dosed coagulation / adsorption / flocculation, also object of the present invention, specific for each type of glycol water.
El reactivo se prepara con anterioridad como mezcla de diferentes componentes y con especificidad para cada tipo de agua, pudiéndose añadir también alguno de los componentes por separado en el interior del reactor.The reagent is prepared previously as mixture of different components and with specificity for each type of water, being able to also add some of the components by separated inside the reactor.
Una vez preparado el reactivo de coagulación/adsorción/floculación (sólido, líquido) éste se añade en la proporción adecuada, previamente determinada mediante ensayo de laboratorio. Tras su adicción, se procede a la agitación de la mezcla agua bruta + reactivo de coagulación/adsorción/floculación durante un tiempo que oscila entre 2 minutos y 3 minutos. En este tiempo se producen dos fenómenos: la formación de coágulos de materia orgánica coloide gracias al coagulante primario (parte de los componentes del reactivo de coagulación/adsorción/floculación) y la adsorción física de la materia orgánica disuelta (parte también de los componentes del reactivo de coagulación/adsorción/floculación).Once the reagent is prepared coagulation / adsorption / flocculation (solid, liquid) this is added in the appropriate proportion, previously determined by test of laboratory. After its addiction, the agitation of the raw water mixture + coagulation / adsorption / flocculation reagent during a time that oscillates between 2 minutes and 3 minutes. In this time two phenomena occur: the formation of clots of colloid organic matter thanks to the primary coagulant (part of the components of the coagulation / adsorption / flocculation reagent) and the physical adsorption of dissolved organic matter (part also of the reagent components of coagulation / adsorption / flocculation).
La combinación de los dos efectos permite la separación de la materia orgánica coloidal y sólidos en suspensión (orgánicos y/o inorgánicos) presentes en las aguas a tratar en un porcentaje superior al 99% p/p (porcentaje en peso) en forma de coágulos de pequeño tamaño.The combination of the two effects allows the separation of colloidal organic matter and suspended solids (organic and / or inorganic) present in the waters to be treated in a percentage higher than 99% w / w (weight percentage) in the form of small clots.
Tras la primera agitación, rápida, a una velocidad mínima de 950 r.p.m. (revoluciones por minuto) le sigue un proceso de decantación de aproximadamente unos 5 minutos, pudiéndose alargar hasta 15 minutos.After the first rapid agitation at a minimum speed of 950 r.p.m. (revolutions per minute) is followed by decanting process of approximately 5 minutes, being able to lengthen up to 15 minutes.
Tras la decantación, se inicia una segunda agitación, también a una velocidad mínima de 950 r.p.m. dónde los coágulos formados en la primera agitación, crecen y se transforman en grandes flóculos, observándose una clarificación en las aguas glicoladas tratadas.After decanting, a second starts agitation, also at a minimum speed of 950 r.p.m. where the clots formed in the first agitation, grow and transform in large flocs, observing a clarification in the waters treated glycos.
Tras la segunda agitación, de aproximadamente unos 2-3 minutos, se procede a una segunda decantación de 5 minutos aproximadamente.After the second agitation, approximately about 2-3 minutes, proceed to a second decantation of approximately 5 minutes.
Finalizada la segunda decantación se procede a regular la velocidad de giro del agitador del reactor, agitador en flujo aspirante, de manera que y trabajando a 150 - 300 r.p.m. se mantiene una tercera agitación, más lenta, donde se observa el crecimiento del floculo formado en la segunda agitación.After the second decantation, proceed to regulate the speed of rotation of the reactor agitator, agitator in aspirant flow, so that and working at 150 - 300 r.p.m. be maintains a third agitation, slower, where the growth of the floc formed in the second agitation.
Esta tercera agitación se mantiene durante un período de entre 5 a 20 minutos, permitiendo que toda la materia orgánica coloidal así como los sólidos en suspensión (orgánicos y/o inorgánicos) presentes en el agua glicolada pasen a formar parte de los flóculos anteriormente formados.This third agitation is maintained for a period of between 5 to 20 minutes, allowing all matter colloidal organic as well as suspended solids (organic and / or inorganic) present in glycol water become part of the previously formed flocs.
Tras el tercer período de agitación se procede a una período de decantación de 15 minutos aproximadamente, tras los que se procede a vaciar el contenido del reactor sobre un filtro deshidratador de tela doble laminada en PP (polipropileno), continua, a 30 \mum de luz de paso.After the third period of agitation, proceed to a decantation period of approximately 15 minutes, after that the reactor contents are emptied on a filter PP (polypropylene) double laminated fabric dehydrator, continuous, at 30 µm of passing light.
Normalmente se trabajará con reactor con faldones de manera que el reactor dispone en su parte inferior de un depósito como soporte del mismo. Dicho depósito está conectado con el reactor mediante válvula automática sita en la parte inferior cilíndrica del reactor, justo antes del inicio de la parte cónica. Tras la tercera decantación se abre la válvula de vaciado lateral del reactor, que vacía el contenido cilíndrico del reactor al tanque inferior (faldón). Un interruptor de nivel de ultrasonidos detecta la finalización del vaciado de la parte cilíndrica del reactor, momento en que se cierra la válvula de vaciado del agua tratada y se abre la válvula de globo sita en la parte inferior del cono del reactor, que está conectada directamente sobre el filtro deshidratador.Normally it will work with reactor with skirts so that the reactor has at its bottom a deposit as support thereof. Said tank is connected to the reactor by automatic valve located at the bottom cylindrical reactor, just before the start of the conical part. After the third settling, the side drain valve opens from the reactor, which empties the cylindrical content from the reactor to the tank lower (skirt). An ultrasonic level switch detects the completion of the emptying of the cylindrical part of the reactor, at which time the drain valve of the treated water is closed and open the globe valve located at the bottom of the cone of the reactor, which is connected directly on the filter dehydrator
Así, se vierte la mezcla de agua y fangos del fondo del reactor, directamente sobre el filtro deshidratador, que y mediante niveles, permite el avance de la tela filtrante que permite el paso del agua pero no de los fangos formados. A medida que éstos se depositan en el fondo de la tela filtrante, los poros de la misma quedan obturados haciendo que la columna de agua sobre la tela aumente. Este aumento de la columna de agua es detectado por un interruptor de nivel por conductividad que permite el avance de la tela, haciendo que por el extremo de filtrado aparezca nueva tela filtrante limpia que hace que el agua se filtre y los fangos queden depositados sobre la misma.Thus, the mixture of water and sludge from the bottom of the reactor, directly on the dehydrator filter, which and through levels, allows the advance of the filter cloth that allows the passage of water but not of the sludge formed. As these the pores of the same are deposited at the bottom of the filter cloth they get clogged causing the water column on the fabric increase This increase in the water column is detected by a level switch by conductivity that allows the advance of the fabric, making new cloth appear at the filtering end clean filter that makes the water seep and the sludge remains deposited on it.
El proceso sigue de manera que se forma una capa homogénea de fangos en la superficie de la tela que va avanzando en dirección opuesta a la entrada del agua bruta, hasta llegar al final de la tela, donde y mediante un segundo rodillo la tela filtrante experimenta un giro de 180º. En este punto los fangos caen por gravedad sobre un contenedor y la tela entra en la parte interior del filtro donde es lavada por un chorro a presión de la propia agua filtrada en contracorriente, que permite separar de la tela los fangos adheridos a la misma. La tela así lavada avanza hasta el primer rodillo donde y tras experimentar un segundo giro de 180º entra en la zona de filtrado.The process continues so that a layer is formed homogeneous sludge on the surface of the fabric that is advancing in opposite direction to the raw water entrance, until reaching the end of the fabric, where and through a second roller the filter cloth experience a 180º turn. At this point the sludges fall by gravity on a container and the fabric enters the inner part of the filter where it is washed by a pressure jet of the water itself filtered in countercurrent, which allows the fabric to be separated sludge attached to it. The fabric thus washed advances to the first roller where and after experiencing a second 180º turn Enter the filtering area.
El agua de limpieza es recogida mediante una bandeja, separada de la bandeja de recogida de agua filtrada y es enviada mediante bomba centrífuga nuevamente a la zona de filtración. Finalizado el vaciado de la parte cónica del reactor, se inicia un nuevo ciclo de trabajo en el reactor, con el llenado desde el tanque de homogenización.The cleaning water is collected by a tray, separated from the filtered water collection tray and is sent by centrifugal pump again to the zone of filtration. After the emptying of the conical part of the reactor, starts a new cycle of work in the reactor, with filling from the homogenization tank.
Durante el proceso de llenado + dosificación de reactivo de coagulación/adsorción/floculación + 1ª agitación + 1ª decantación + 2ª agitación + 2ª decantación + 3ª agitación + 3ª decantación, una bomba centrífuga bombea el contenido del faldón (agua glicolada tras 3ª decantación) sobre el filtro deshidratador.During the filling process + dosing of coagulation / adsorption / flocculation reagent + 1st agitation + 1st decantation + 2nd agitation + 2nd decantation + 3rd agitation + 3rd decanting, a centrifugal pump pumps the contents of the skirt (glycol water after 3rd settling) on the filter dehydrator
Finalizada la primera etapa del proceso de separación tenemos un agua libre de materia orgánica coloidal y sólidos en suspensión (orgánicos y/o inorgánicos) en el tanque de recogida de agua filtrada del filtro deshidratador.After the first stage of the process of separation we have a water free of colloidal organic matter and suspended solids (organic and / or inorganic) in the tank collection of filtered water from the dehydrator filter.
Este agua es enviada a un tanque de PRFV (Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio con barrera química) que servirá de tanque de alimentación a un sistema de ultrafiltración. Este sistema de ultrafiltración está formado por membranas tubulares de ½'' de diámetro y 4,2 m de largo, en el interior de carcasas que contienen 30 tubos. Se unen diferentes carcasas en zig-zag, para que el agua avance por ellas en bucles de 8 carcasas. El agua de salida del filtro deshidratador es filtrada por las membranas que tienen un tamaño de poro de 0,05 \mum, aproximadamente, con el objetivo de obtener un filtrado libre de cualquier pequeño floculo que no haya sido separado por decantación + filtración a 30 \mum.This water is sent to a GRP tank (Fiberglass Reinforced Polyester with chemical barrier) which It will serve as a feed tank for an ultrafiltration system. This ultrafiltration system is formed by tubular membranes ½ '' in diameter and 4.2 m long, inside housings that They contain 30 tubes. Different housings are joined in zigzag, so that the water moves through them in loops of 8 housings. The outlet water of the dehydrator filter is filtered by membranes that have a pore size of 0.05 um, approximately, in order to obtain a filtrate free of any small floc that has not been separated by decantation + filtration at 30 µm.
El proceso de ultrafiltración rinde dos corrientes, una de permeado, equivalente a un 95% v/v del caudal de entrada y un rechazo de un 5% v/v, cargado de los microflóculos < 30 \mum. La corriente del rechazo es reenviada a tanque de alimentación a proceso de coagulación/adsorción/floculación, mientras que la corriente de permeado es dirigida a un tanque de PRFV (Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio con barrera química) que servirá de alimentación a columnas de adsorción.The ultrafiltration process yields two currents, one permeate, equivalent to 95% v / v of the flow of entry and rejection of 5% v / v, loaded with microfloccles < 30 µm. The rejection current is forwarded to tank of coagulation / adsorption / flocculation process feed, while the permeate stream is directed to a tank of GRP (Fiberglass Reinforced Polyester with chemical barrier) which will feed adsorption columns.
En esta tercera etapa tiene lugar el proceso de separación de la materia orgánica soluble de la mezcla de agua + sal + materia orgánica soluble que se obtiene del permeado de la UF (ultrafiltración).In this third stage the process of separation of soluble organic matter from the water + salt mixture + soluble organic matter obtained from the UF permeate (ultrafiltration).
Las columnas de adsorción, construidas en acero inoxidable AISI316, de 600 mm de Ø y 2.500 mm de altura, están rellenas de una mezcla de diferentes tipos de carbones activados granulares o en forma de pellet, entre los que se encuentra una parte importante de concha de coco, otra parte de carbón bituminoso y una parte de carbón vegetal de corteza de pino. La mezcla se calculará en función de la materia orgánica a adsorber y de su tamaño, pues cada tipo de carbón tiene un determinado tipo de poro (macro, micro y mesoporo). Por el exterior de la columna discurre una cámara para vapor ó media caña exterior para aceite térmico.The adsorption columns, built in steel AISI316 stainless, 600 mm Ø and 2,500 mm high, are stuffed with a mixture of different types of activated carbons granular or pellet-shaped, among which is a important part of coconut shell, another part of bituminous coal and a part of pine bark charcoal. The mixture is calculated according to the organic matter to adsorb and its size, because each type of coal has a certain type of pore (macro, micro and mesopore). On the outside of the column runs a chamber for steam or half external cane for thermal oil.
El permeado de la UF es impulsado a través de las columnas de microfiltración donde tiene lugar el proceso de adsorción por el que la materia orgánica contenida en el agua es retenida en el interior de los poros del carbón activado. El filtrado de la primera columna de adsorción pasa por una segunda y el de la segunda por una tercera, obteniéndose a la salida de la tercera columna una mezcla de agua y sal, ahora ya libre de materia orgánica soluble.The permeate of the UF is driven through the microfiltration columns where the process of adsorption whereby the organic matter contained in water is retained inside the pores of activated carbon. He filtering of the first adsorption column goes through a second and that of the second by a third, obtained at the exit of the third column a mixture of water and salt, now free of matter organic soluble.
Trabajamos con cuatro columnas, tres de trabajo y otra en espera. Cuando en el proceso de adsorción la primera columna está totalmente saturada de materia orgánica, la segunda columna pasa a ser la primera en orden de filtración, la segunda la tercera y la cuarta que estaba en espera pasa a ser la tercera columna de filtración.We work with four columns, three working and another on hold. When in the adsorption process the first column is fully saturated with organic matter, the second column becomes the first in order of filtration, the second the third and fourth that was waiting happens to be the third filtration column
Cuando se detecta que la primera columna está totalmente saturada, se cierra la entrada de agua bruta (permeado de la UF) una vez ésta ha quedado completamente inundada. Tras 30 - 60 minutos de inundación, se vacía el contenido de la columna a tanque de alimentación a columnas de adsorción y se deja escurrir durante un período de 15 a 20 minutos, tras el que se procede a pasar aceite térmico o vapor por el exterior de la columna.When it is detected that the first column is fully saturated, the raw water inlet is closed (permeated from the UF) once it has been completely flooded. After 30 - 60 minutes of flooding, the contents of the column to tank are emptied feed to adsorption columns and let drain during a period of 15 to 20 minutes, after which oil is passed thermal or steam on the outside of the column.
La corriente de vapor ó aceite térmico hace subir la temperatura del interior de la columna hasta el valor de la evaporación de la mezcla de agua + materia orgánica, valor que se mantiene mientras quede materia orgánica por desorber.The steam or thermal oil stream makes raise the temperature inside the column to the value of the evaporation of the mixture of water + organic matter, value to be it maintains while organic matter remains by desorber.
Una vez se ha evaporado toda la mezcla de agua + materia orgánica de la columna, la temperatura empieza a subir. Una sonda de temperatura colocada en el interior de cada columna de adsorción, al detectar este aumento brusco y rápido de la temperatura, cierra la entrada de vapor ó aceite térmico por la camisa exterior de la columna. El vapor que se genera en la parte superior de la columna es recogido y destilado mediante un condensador evaporativo, formado por un haz de tubos de acero inoxidable por los que circula el vapor generado y en contracorriente un flujo de agua a baja temperatura.Once the entire water mixture has evaporated + organic matter of the column, the temperature begins to rise. A temperature probe placed inside each column of adsorption, by detecting this sharp and rapid increase in temperature, closes the steam or thermal oil inlet by the outer shirt of the column. The steam that is generated in the part top of the column is collected and distilled by a evaporative condenser, formed by a bundle of steel tubes stainless through which the generated steam circulates and in counterflow a flow of water at low temperature.
La fracción de destilado recuperada posee una elevada concentración de materia orgánica en solución acuosa.The recovered distillate fraction has a high concentration of organic matter in aqueous solution.
Para proceder a la regeneración de la columna
saturada, se rellena la columna con una solución regenerante básica
-
llamada comercialmente ECOreg básico. Para ello se bombea
la solución de ECOreg básico sobre la columna manteniendo la salida
de filtrado cerrada. Una vez la solución de ECOreg básico ha llegado
a la parte superior de la columna, se para la bomba de llenado con
ECOreg. Se deja la columna en solución de ECOreg durante 1 a 2 h,
tiempo suficiente para que la materia orgánica adsorbida pase del
interior de los poros del carbón a la superficie de los mismos. Tras
el período de desorción química, procedemos a vaciar la columna a la
vez que procedemos a bombear una solución regenerante ácida -
llamada comercialmente ECOreg ácido -, que neutraliza el exceso de
base. Una vez se detecta pH neutro a la salida de la columna,
dejamos de bombear ECOreg ácido y procedemos a recoger las dos
fracciones de ECOreg como solución salina + materia orgánica que
servirá de alimentación al evaporador-cristalizador,
donde se obtendrá una fracción de destilado de agua + materia
orgánica y otra de precipitado en forma de sales húmedas. La
fracción de destilado será enviada de nuevo a columnas de
adsorción.To proceed with the regeneration of the saturated column, the column is filled with a basic regenerating solution -
Commercially called basic ECOreg. To do this, the basic ECOreg solution is pumped onto the column keeping the filter outlet closed. Once the basic ECOreg solution has reached the top of the column, the ECOreg filling pump is stopped. The column is left in ECOreg solution for 1 to 2 h, long enough for the adsorbed organic matter to pass from the inside of the pores of the coal to the surface thereof. After the period of chemical desorption, we proceed to empty the column while we proceed to pump an acid regenerating solution - commercially called ECOreg acid -, which neutralizes the excess base. Once neutral pH is detected at the exit of the column, we stop pumping ECOreg acid and proceed to collect the two fractions of ECOreg as saline solution + organic matter that will feed the evaporator-crystallizer, where a distillate fraction of water + organic matter and other precipitate in the form of wet salts. The distillate fraction will be sent back to adsorption columns.
Una vez ha finalizado el escurrido, la columna vuelve a estar lista para un nuevo proceso de adsorción-desorción.Once the drain is finished, the column is ready for a new process of adsorption-desorption.
La velocidad de filtración se calcula como la relación V/Q, siendo V el volumen de la columna en m^{3} y Q el caudal de la bomba en m^{3}/h. Esta relación nos da el tiempo de retención del líquido en el interior de la columna. Trabajamos habitualmente con valores de 15 a 20 minutos de retención, por lo que y para una columna de 600 mm de Ø y 2.500 mm de altura y teniendo en cuenta que se llenan hasta 2.000 mm, el caudal de la bomba de llenado ha de ser de 1,71 m^{3}/h para un tiempo de retención de 20 minutos.The filtration rate is calculated as the V / Q ratio, where V is the volume of the column in m 3 and Q the pump flow rate in m3 / h. This relationship gives us the time to fluid retention inside the column. We work usually with values of 15 to 20 minutes of retention, so which and for a column of 600 mm Ø and 2,500 mm high and taking into account that they fill up to 2,000 mm, the flow of the filling pump must be 1.71 m 3 / h for a time of 20 minute hold.
El filtrado tras la regeneración con ECOreg básico y ECOreg ácido deberá ser conducido a alimentación a concentrador, obteniéndose un destilado que volverá a ser reconducido a alimentación a columnas y un precipitado de sales húmedas.Filtering after regeneration with ECOreg Basic and ECOreg acid should be conducted to feed to concentrator, obtaining a distillate that will be again redirected to column feed and a precipitate of salts wet
En resumen, del proceso de desorción obtenemos dos corrientes, un destilado formado únicamente por una solución acuosa concentrada de agua y glicoles y un filtrado de agua y sales.In summary, from the desorption process we get two streams, a distillate formed solely by a solution aqueous concentrated water and glycols and a water filtrate and you go out.
El concentrado es utilizado como materia prima para la fabricación de ésteres, anticongelante, materiales de construcción etc., mientras que el filtrado sirve de alimentación a una planta de O.I. (Ósmosis Inversa) de doble paso, donde se obtiene una corriente de agua osmotizada apta para su uso como agua de alimentación a calderas y torres de refrigeración y un rechazo que sirve de alimentación a un cristalizador donde se recupera agua destilada con fracción orgánica residual y sales húmedas.The concentrate is used as raw material for the manufacture of esters, antifreeze, materials construction etc., while the filtrate serves as feed to an O.I. (Reverse Osmosis) double pass, where you get a stream of osmotized water suitable for use as water from power to boilers and cooling towers and a rejection that it serves as a feed to a crystallizer where water is recovered distilled with residual organic fraction and wet salts.
La planta de O.I. es de doble paso, un primero a alta presión (84 bares de presión máxima de trabajo) y un segundo paso que se alimenta del permeado del primer paso a baja presión (12 a 18 bares), con el objeto de tener una separación de sales y materia orgánica superior al 99,6% en el permeado del segundo paso. El rechazo del primer paso alimenta a un cristalizador de sales, mientras que el rechazo del segundo paso es reconducido a alimentación del primer paso.The O.I. it's double pass, a first to high pressure (84 bar maximum working pressure) and a second step that feeds on the permeate of the first low pressure step (12 18 bars), in order to have a salt separation and organic matter greater than 99.6% in the permeate of the second step. The rejection of the first step feeds a salt crystallizer, while the rejection of the second step is redirected to First step feed.
El cristalizador, trabajando a presión atmosférica obtiene una corriente de agua destilada que es reconducida a alimentación de columnas de adsorción y una purga de sales húmedas que serán utilizadas para taludes de carreteras, dosificación para evitar capas de hielo, etc.The crystallizer, working under pressure atmospheric gets a stream of distilled water that is redirected to feed adsorption columns and a purge of wet salts that will be used for roadside slopes, Dosage to avoid ice sheets, etc.
El reactivo de coagulación/adsorción/floculación consigue separar del agua a tratar materia orgánica coloidal y sólidos en suspensión ya sean orgánicos y/o inorgánicos. Para su formulación, en primer lugar se necesita de un coagulante inorgánico base aluminio (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3}) y/o base hierro (FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) en solución acuosa.The coagulation / adsorption / flocculation reagent manages to separate colloidal organic matter from the water and suspended solids either organic and / or inorganic. For your formulation, first of all an inorganic coagulant is needed aluminum base (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3) and / or iron base (FeCl 3) and / or Fe 2 (SO 4) 3) in aqueous solution.
El coagulante líquido y/o mezcla líquida de ellos (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3} y/o FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) se acidifica con ácido clorhídrico líquido (HCl al 32%) de manera que se obtiene una solución ácida del coagulante. También pueden utilizarse otros ácidos como H_{2}SO_{4} ó HNO_{3}, siempre que sean minerales y fuertes como ácidos, descartándose el uso de otros ácidos débiles y orgánicos tales como el ácido acético (CH_{3}-COOH).The liquid coagulant and / or liquid mixture of they (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3 and / or FeCl 3 and / or Fe 2 (SO 4) 3) is acidified with liquid hydrochloric acid (32% HCl) so that it is obtained an acid solution of the coagulant. Other ones can also be used. acids such as H 2 SO 4 or HNO 3, provided they are minerals and strong as acids, discarding the use of other weak acids and organic such as acetic acid (CH 3 -COOH).
Una vez preparada la solución ácida, en el mismo reactor, se añade un adsorbente de materia orgánica a base de bentonita sódica activada térmicamente y/o carbón activado vegetal en polvo de madera de pino. La proporción de adsorbente respecto de la solución ácida de coagulante es del 20 al 50% p/p. Se mantiene en agitación la mezcla durante un período de 10 a 20 minutos. Tras el proceso de mezcla, se filtra en filtro prensa y la torta obtenida se deja secar. Una vez la torta se ha secado (% H_{2}O<15% p/p), se microniza mediante filtro martillo, obteniéndose un fino polvo. Tras la micronización de la mezcla de coagulante primario + HCl-32% + adsorbentes, se mezcla con hidróxido de calcio (Ca(OH)_{2}) y carbonato sódico (Na_{2}CO_{3}) añadiendo una proporción de Ca(OH)_{2} de 1/3 p/p respecto del coagulante añadido y de un 5% máximo de Na_{2}CO_{3} respecto a la mezcla de coagulante primario acidificado y micronizado + adsorbentes.Once the acid solution is prepared, in it reactor, an organic matter adsorbent based on thermally activated sodium bentonite and / or activated vegetable carbon Pine wood powder. The ratio of adsorbent to The acidic coagulant solution is 20 to 50% w / w. It remains in Stir the mixture for a period of 10 to 20 minutes. Behind the mixing process, filter in the filter press and the cake obtained is let dry. Once the cake has dried (% H2O <15% w / w), it is micronized by means of a hammer filter, obtaining a fine powder. After micronization of the primary coagulant mixture + HCl-32% + adsorbents, mixed with hydroxide calcium (Ca (OH) 2) and sodium carbonate (Na2CO3) by adding a proportion of Ca (OH) 2 of 1/3 p / p with respect to the coagulant added and with a maximum 5% of Na2CO3 compared to the mixture of acidified and micronized primary coagulant + adsorbents.
Finalmente se añade entre un 0,8 a un 1,2% p/p, referido sobre peso final, de una mezcla de polielectrolito aniónico y catiónico a partes iguales, referido al contenido total de la mezcla.Finally it is added between 0.8 to 1.2% w / w, referred to as final weight, of a mixture of anionic polyelectrolyte and cationic in equal parts, referring to the total content of the mixture.
Para conseguir una colmatación total del material filtrante de relleno de las columnas, trabajaremos con un grupo de tres columnas en serie, de manera que el filtrado de la primera alimenta a la segunda y el filtrado de la segunda a la tercera. Una vez la primera columna esté totalmente saturada se procederá a su regeneración térmica.To achieve a total clogging of the Filler filler material of the columns, we will work with a group of three columns in series, so that the filtering of the first feeds the second and filtering the second to the third. Once the first column is fully saturated it will proceed to its thermal regeneration.
El orden de la regeneración es importante y deberá seguirse como se indica.The order of regeneration is important and It should be followed as indicated.
Una vez se ha producido la colmatación total del material de relleno de la primera columna, se cerrará la válvula de salida de filtrado, dejando que el agua con materia orgánica (agua de alimentación procedente del permeado de la UF) penetre completamente en la columnas y que ésta quede totalmente inundada por el agua de alimentación (activación del interruptor de nivel superior de la columna), durante un período de 30 - 60 minutos.Once the total clogging of the filling material of the first column, the valve will close Filtering outlet, letting the water with organic matter (water of feed from the permeate of the UF) penetrate completely in the columns and that it is completely flooded by the feed water (level switch activation upper column), for a period of 30 - 60 minutes.
Tras el período de inundación, se abrirá la salida nº 2 de las columnas de microfiltración (según indica la figura 1), reconduciendo el filtrado a tanque de alimentación a columnas de microfiltración. En este momento la columna 1ª ha entrado en regeneración y la 4ª en trabajo, de manera que tenemos en proceso de filtración las columnas 2ª-3ª-4ª y la 1ª en regeneración. La 5ª y 6ª están en espera.After the flood period, the exit 2 of the microfiltration columns (as indicated by the Figure 1), redirecting the filtrate to the feed tank to microfiltration columns At this moment the 1st column has entered into regeneration and the 4th in work, so that we have in Filtration process the 2nd-3rd-4th and 1st regeneration columns. The 5th and 6th are on hold.
Tras el período de inundación, se abrirá la salida nº 2 de las columnas de microfiltración (según indica la figura 1), vaciando el contenido de las columnas a entrada de tratamiento. Se dejará escurrir la columna durante un período de 15 - 30 minutos, período tras el que se hará pasar vapor o aceite térmico por el exterior de la columna. Se generará una fracción de vapor formada por agua + materia orgánica soluble que será recogida mediante destilador acoplado a parte superior de las columnas. Una vez la Tª del interior de la columna aumente por encima del valor de evaporación de la mezcla de agua + materia orgánica, se parará la entrada de fluido térmico (vapor o aceite) por el exterior de las columnas.After the flood period, the exit 2 of the microfiltration columns (as indicated by the Figure 1), emptying the contents of the columns at the entrance of treatment. The column will be allowed to drain for a period of 15 - 30 minutes, period after which steam or oil will be passed thermal outside the column. A fraction of water vapor + soluble organic matter that will be collected by distiller coupled to the top of the columns. A Once the T inside the column increases above the value of evaporation of the mixture of water + organic matter, the thermal fluid inlet (steam or oil) outside the columns
Mediante la aplicación de Tª se consigue desorber la materia orgánica que posee un marcado carácter covalente (alcanos, alquenos, alcoholes, etc.).By applying Tª you get desorb organic matter that has a marked covalent character (alkanes, alkenes, alcohols, etc.).
Para proceder a la regeneración química de la columna saturada, se rellena la columna con una solución regenerante básica - ECOreg básico. Para ello se bombea la solución de ECOreg básico sobre la columna manteniendo la salida de filtrado cerrada. Una vez la solución de ECOreg básico ha llegado a la parte superior de la columna, se para la bomba de llenado con ECOreg. Se deja la columna en solución de ECOreg durante 1 a 2 h, tiempo suficiente para que la materia orgánica adsorbida pase del interior de los poros del carbón a la superficie de los mismos.To proceed with the chemical regeneration of the saturated column, the column is filled with a regenerating solution Basic - ECOreg Basic. For this, the ECOreg solution is pumped basic on the column keeping the filter outlet closed. Once the basic ECOreg solution has reached the top from the column, the filling pump with ECOreg is stopped. Leave the column in ECOreg solution for 1 to 2 h, sufficient time so that the adsorbed organic matter passes from inside the pores of coal to their surface.
Tras el período de desorción química, procedemos a vaciar la columna recogiendo el filtrado por la salida 2 de la parte inferior de las columnas. Pasados 5-10 minutos del vaciado, procedemos a bombear una solución de ECOreg ácido que neutraliza el exceso de base. Una vez se detecta pH neutro a la salida de la columna, dejamos de bombear ECOreg ácido y procedemos a recoger las dos fracciones de ECOreg como solución salina + materia orgánica que servirá de alimentación al evaporador-cristalizador, donde se obtendrá una fracción de destilado de agua + materia orgánica y otra de precipitado en forma de sales húmedas. La fracción de destilado será enviada de nuevo a columnas de adsorción.After the chemical desorption period, we proceed to empty the column collecting the filtrate through exit 2 of the bottom of the columns. After 5-10 minutes of emptying, we proceed to pump an acid ECOreg solution that neutralizes excess base. Once neutral pH is detected at column exit, we stop pumping acid ECOreg and proceed to collect the two ECOreg fractions as saline + matter organic that will serve as food for evaporator-crystallizer, where you will get a fraction of water distillate + organic matter and other of precipitate in the form of wet salts. The distillate fraction will be sent back to adsorption columns.
La regeneración química combinada de ECOreg básico y ECOreg ácido, consigue transformar en sales la materia orgánica que puede tener un carácter iónico o covalente según su estado. Por ejemplo, el ácido acético - acetato sódico. El primero, el CH_{3}-COOH es fácilmente adsorbible y fácilmente desorbido cuando se pasa una solución alcalina de ECOreg que lo transforma en CH_{3}-COONa, sal iónica no adsorbible.The combined chemical regeneration of ECOreg basic and acid ECOreg, manages to transform matter into salts organic that can have an ionic or covalent character according to its state. For example, acetic acid - sodium acetate. First, CH 3 -COOH is easily adsorbable and easily desorbed when an alkaline solution of ECOreg is passed which transforms it into CH 3 -COONa, non-ionic salt adsorbable
Mediante la regeneración química de las columnas de adsorción se consigue desorber la materia orgánica que posee un carácter covalente ó iónico en función de su estado (ácidos carboxílicos y policarboxílicos, aldehídos, cetonas, ésteres, etc.).By chemical regeneration of the columns of adsorption is able to desorber the organic matter that has a covalent or ionic character depending on its state (acids carboxylic and polycarboxylic, aldehydes, ketones, esters, etc.).
Una vez ha finalizado el escurrido en la regeneración química, la columna está hidratada y vuelve a estar lista para un nuevo proceso de adsorción-desorción, por lo que la regeneración química consigue un doble objetivo, desorber materia orgánica con carácter covalente-iónico según su estado, a la vez que consigue dejar las columnas hidratadas para iniciar un nuevo período de filtración.Once drained in the chemical regeneration, the column is hydrated and is again ready for a new adsorption-desorption process, So chemical regeneration achieves a double objective, desorber organic matter with character covalent-ionic according to its state, while manage to leave the columns hydrated to start a new period of filtration
Las columnas de adsorción se rellenan con mezclas de diferentes tipos de carbón activado como material adsorbente.The adsorption columns are filled with mixtures of different types of activated carbon as material adsorbent.
En el proceso de adsorción, la materia orgánica soluble (la coloidal y los sólidos en suspensión orgánicos y/o inorgánicos han sido previamente separados mediante reactivo de coagulación/adsorción/floculación + filtro deshidratador a 30 \mum y posterior UF a 0,05 \mum) es separada del agua y sales disueltas mediante un proceso de adsorción, donde la materia orgánica soluble es retenida en los poros del carbón activado.In the adsorption process, organic matter soluble (colloidal and organic suspended solids and / or inorganic have been previously separated by reagent from coagulation / adsorption / flocculation + dehydrator filter at 30 µm and later UF at 0.05 µm) is separated from water and dissolved salts through an adsorption process, where soluble organic matter It is retained in the pores of activated carbon.
Según sea el tipo de molécula orgánica a retener, se producirá un proceso de adsorción de mayor o menor intensidad.Depending on the type of organic molecule a retain, an adsorption process of greater or lesser will occur intensity.
Una vez que la columna ha sido totalmente saturada de materia orgánica, se procede a un proceso de regeneración térmica, donde y mediante la aplicación de calor directo, se obtiene un destilado de la fracción orgánica más covalente en solución acuosa. Se trata de moléculas orgánicas como alcanos, alquenos, alcoholes, etc.Once the column has been fully saturated with organic matter, we proceed to a process of thermal regeneration, where and by the application of heat direct, a distillate of the organic fraction is obtained plus covalent in aqueous solution. It's about organic molecules like alkanes, alkenes, alcohols, etc.
Tras la regeneración térmica se procede a una regeneración química donde especies químicas como ácidos, aldehídos, cetonas etc., son desorbidas gracias a su doble comportamiento covalente - iónico según pH. A modo de ejemplo, tenemos que los ácidos carboxílicos, tales como el ácido acético (CH_{3}-COOH), a pH ácidos se comportan como ácido y por tanto son adsorbibles en el interior de las columnas, pero a valores de pH elevados se comportan como una sal, como el acetato sódico (CH_{3}-COONa), que no son adsorbibles.After thermal regeneration proceed to a chemical regeneration where chemical species such as acids, aldehydes, ketones etc., are exorbitant thanks to its double behavior covalent - ionic according to pH. As an example, we have to carboxylic acids, such as acetic acid (CH 3 -COOH), at acidic pH they behave like acid and therefore they are adsorbable inside the columns, but at high pH values behave like a salt, such as acetate sodium (CH 3 -COONa), which are not adsorbable.
Así pues, la regeneración química busca que moléculas orgánicas que no hayan sido desorbidas térmicamente lo sean de manera química, obteniendo un carbón totalmente regenerado para un nuevo ciclo de trabajo.Thus, chemical regeneration seeks that organic molecules that have not been thermally desorbed so be in a chemical way, obtaining a fully regenerated carbon For a new work cycle.
Para la regeneración química se utilizan dos compuestos: ECOreg básico y ECOreg ácido.For chemical regeneration two are used Compounds: ECOreg basic and ECOreg acid.
El ECOreg básico es un producto comercial que está formulado con una base de Na_{2}CO_{3} (sólido) y Na_{2}SO_{4} (sólido). A partir de la base y agua caliente doble osmotizada y/o desmineralizada con una conductividad < 30 \muS/cm y con una dureza \approx 0ºF, se realiza una disolución líquida de la base de Na_{2}CO_{3} (sólido) y Na_{2}SO_{4} (sólido) de entre el 2 y 5% p/p. Finalmente se basifica la disolución de Na_{2}CO_{3} (sólido) y Na_{2}SO_{4} (sólido) añadiendo una mezcla de NaOH y KOH a partes iguales. El porcentaje de la mezcla de NaOH y KOH es de entre un 5 a un 20% p/p.The basic ECOreg is a commercial product that it is formulated with a base of Na2CO3 (solid) and Na 2 SO 4 (solid). From the base and double hot water osmotized and / or demineralized with conductivity <30 µS / cm and with a hardness \ approx 0ºF, a dissolution is made liquid of the base of Na2CO3 (solid) and Na2SO4 (solid) between 2 and 5% w / w. Finally the solution of Na2CO3 (solid) and Na2SO4 (solid) adding a mixture of NaOH and KOH in equal parts. The percentage of the mixture of NaOH and KOH is between 5 to 20% w / w.
El ECOreg ácido es una disolución acuosa de un ácido mineral. La disolución acuosa se hace partiendo de agua doble osmotizada y/o desmineralizada. El ácido mineral puede ser HCl al 32% y/o HNO_{3} al 60%.The acid ECOreg is an aqueous solution of a mineral acid The aqueous solution is made from double water osmotized and / or demineralized. The mineral acid can be HCl at 32% and / or 60% HNO 3.
A modo de conclusión, según un aspecto importante, la presente refiere a un procedimiento para el tratamiento de agua glicolada que comprende las etapas de:By way of conclusion, according to one aspect important, this refers to a procedure for glycol water treatment comprising the stages of:
- a)to)
- adicionar al agua glicolada, en un reactor de coagulación/adsorción, un reactivo sólido en polvo de coagulación/adsorción/floculación, que permite generar directamente y en una sola etapa, una coagulación-adsorción-floculación de al menos un 99% de la materia orgánica coloidal y de los sólidos en suspensión (orgánicos y/o inorgánicos) presentes en el agua glicolada,add to glycol water, in a coagulation / adsorption reactor, a solid powder reagent of coagulation / adsorption / flocculation, which allows to generate directly and in a single stage, a coagulation-adsorption-flocculation of at least 99% of colloidal organic matter and solids in suspension (organic and / or inorganic) present in the water glycollate,
- b)b)
- separar el agua del fango formado en la agitación, yseparate the water from the sludge formed in the agitation, and
- c)C)
- ultrafiltrar el agua obtenida en la etapa b).ultrafiltrate the water obtained in the stage b).
De acuerdo con otro aspecto importante, el procedimiento para el tratamiento de agua glicolada anteriormente citado, se caracteriza porque la composición del reactivo de coagulación/adsorción/floculación de la etapa a) comprende al menos:According to another important aspect, the procedure for the treatment of glycol water before cited, is characterized in that the reagent composition of coagulation / adsorption / flocculation of step a) comprises the less:
- --
- Un coagulante inorgánico líquido en base aluminio (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3}) y/o base hierro (FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) y/o mezcla líquida de los mismos (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3} y/o FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) acidificado con ácido clorhídrico líquido al 32%, llamado coagulante primario,A inorganic liquid coagulant based on aluminum (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3) and / or iron base (FeCl 3) and / or Fe 2 (SO 4) 3) and / or mixture liquid thereof (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3 and / or FeCl 3 and / or Fe 2 (SO 4) 3 acidified with acid 32% liquid hydrochloric, called primary coagulant,
- --
- un adsorbente de materia orgánica a base de bentonita sódica activada térmicamente y/o carbón activado vegetal en polvo de madera de pino en una proporción respecto a la solución de coagulante primario del 20 al 50% p/p,a organic matter adsorbent based on activated sodium bentonite thermally and / or activated pine wood powder activated carbon in a proportion with respect to the primary coagulant solution of the 20 to 50% w / w,
- --
- hidróxido de calcio (Ca(OH)_{2}) y carbonato sódico (Na_{2}CO_{3}) con una proporción de Ca(OH)_{2} de 1/3 p/p respecto del coagulante inorgánico añadido y de un 5% máximo NaCO_{3} respecto a la mezcla de coagulante primario acidificado + adsorbentes, ycalcium hydroxide (Ca (OH) 2) and sodium carbonate (Na2CO3) with a Ca (OH) 2 ratio of 1/3 p / p relative to of the added inorganic coagulant and 5% maximum NaCO_ {3} regarding the acidified primary coagulant mixture + adsorbents, and
- --
- un 0,8 a un 1,2% p/p, referido sobre peso final, de una mezcla de polielectrolito aniónico y catiónico a partes iguales, referido al contenido total de la mezcla.0.8 at 1.2% w / w, based on final weight, of a mixture of anionic and cationic polyelectrolyte in equal parts, referring to Total content of the mixture.
De acuerdo con una realización preferente, el procedimiento para el tratamiento de agua glicolada anteriormente citado, se caracteriza porque la etapa b) se efectúa a su vez en dos fases:According to a preferred embodiment, the procedure for the treatment of glycol water before cited, it is characterized in that stage b) is in turn carried out in two phases:
- b.1)b.1)
- filtrar en un filtro deshidratador a través de tela filtrante doble laminada a 30 \mum dónde se separa más de un 98% de los fangos generados, yfilter on a dehydrator filter to through 30 µm double laminated filter cloth where it separates more than 98% of the sludge generated, and
- b.2)b.2)
- ultrafiltrar en membranas multitubulares de ½'' de Ø y 4,2 m de largo con un tamaño de poro de 0,05 \mum.ultrafiltrate membranes multitubular Ø 1/2 '' and 4.2 m long with a pore size of 0.05 µm.
Según otro aspecto, el procedimiento para el tratamiento de agua glicolada anteriormente citado, se caracteriza porque comprende una etapa adicional d) que consiste en un proceso de separación de la materia orgánica soluble mediante columnas de adsorción, partiendo del agua permeada del proceso de ultrafiltración. De forma preferida, las columnas de adsorción contienen relleno de mezclas de diferentes tipos de carbón activado seleccionado del grupo formado por al menos carbón bituminoso, carbón de concha de coco, carbón de madera de pino, carbón en forma granular y/o pellet y/o cualquiera de sus mezclas o combinaciones para obtener un agua libre de materia orgánica y sólidos en suspensión.According to another aspect, the procedure for aforementioned glycol water treatment, is characterized because it comprises an additional stage d) which consists of a process of separation of soluble organic matter by columns of adsorption, starting from the permeated water of the process of ultrafiltration Preferably, the adsorption columns contain filling of mixtures of different types of activated carbon selected from the group consisting of at least bituminous coal, coconut shell charcoal, pine wood coal, coal shaped granular and / or pellet and / or any of its mixtures or combinations to obtain a water free of organic matter and solids in suspension.
Según otro aspecto, el procedimiento para el tratamiento de agua glicolada anteriormente citado, se caracteriza porque adicionalmente comprende una etapa de regeneración del relleno de las columnas de adsorción que permite separar la materia orgánica soluble retenida en un doble proceso: un proceso inicial térmico que separa compuestos de carácter más covalente y un segundo proceso de regeneración químico utilizando ECOreg básico y ECOreg ácido y por este orden, que permite separar del relleno de carbón activado de las columnas las moléculas orgánicas solubles que pueden comportarse como moléculas orgánicas y/o sales en función del pH al que se encuentren, como por ejemplo CH_{3}-COOH y CH_{3}-COONa.According to another aspect, the procedure for aforementioned glycol water treatment, is characterized because additionally it comprises a regeneration stage of adsorption column filling that allows matter to be separated soluble organic retained in a double process: an initial process thermal separating compounds of a more covalent character and a second Chemical regeneration process using basic ECOreg and ECOreg acid and in this order, which allows to separate from the coal filler activated from the columns the soluble organic molecules that can behave as organic molecules and / or salts depending on the pH at found, such as CH3 -COOH and CH 3 -COONa.
Según otro aspecto, el procedimiento para el tratamiento de agua glicolada anteriormente citado, se caracteriza porque adicionalmente comprende una etapa de doble paso de ósmosis inversa para el filtrado de las columnas de adsorción, obteniendo así un agua apta para uso industrial.According to another aspect, the procedure for aforementioned glycol water treatment, is characterized because additionally it comprises a stage of double step of osmosis inverse for filtering the adsorption columns, obtaining thus a water suitable for industrial use.
Según otro aspecto, el procedimiento para el tratamiento de agua glicolada anteriormente citado, se caracteriza porque adicionalmente comprende una etapa de cristalización en un cristalizador atmosférico donde se recoge el rechazo de la ósmosis inversa junto con la regeneración química de las columnas de adsorción, para obtener un destilado de materia orgánica (<1% p/p) + agua destilada, que será reconducida a alimentación a columnas de adsorción para separar la materia orgánica y un precipitado de sales húmedas.According to another aspect, the procedure for aforementioned glycol water treatment, is characterized because additionally it comprises a crystallization stage in a atmospheric crystallizer where osmosis rejection is collected inverse together with the chemical regeneration of the columns of adsorption, to obtain a distillate of organic matter (<1% p / p) + distilled water, which will be redirected to food at adsorption columns to separate organic matter and a precipitate of wet salts.
Según otro aspecto importante, la presente refiere a un reactivo de coagulación/adsorción/floculación utilizado en el procedimiento de anteriormente descrito que comprende:According to another important aspect, the present refers to a coagulation / adsorption / flocculation reagent used in the procedure described above comprising:
- --
- Un coagulante inorgánico líquido en base aluminio (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3}) y/o base hierro (FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) y/o mezcla líquida de los mismos (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3} y/o FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) acidificado con ácido clorhídrico líquido al 32%, llamado coagulante primario,A inorganic liquid coagulant based on aluminum (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3) and / or iron base (FeCl 3) and / or Fe 2 (SO 4) 3) and / or mixture liquid thereof (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3 and / or FeCl 3 and / or Fe 2 (SO 4) 3 acidified with acid 32% liquid hydrochloric, called primary coagulant,
- --
- un adsorbente de materia orgánica a base de bentonita sódica activada térmicamente y/o carbón activado vegetal en polvo de madera de pino en una proporción respecto a la solución de coagulante primario del 20 al 50% p/p, que se mezcla en un reactor vitrificado con la solución ácida de coagulante primario, para posterior filtración en filtro prensa, secado de torta y micronización de la misma en molino martillo, obteniendo un fino polvo que se mezclará y por este orden con:a organic matter adsorbent based on activated sodium bentonite thermally and / or activated pine wood powder activated carbon in a proportion with respect to the primary coagulant solution of the 20 to 50% w / w, which is mixed in a vitrified reactor with the acidic coagulant solution for subsequent filtration in filter press, cake drying and micronization of the same in mill hammer, obtaining a fine powder to be mixed and in this order with:
- --
- hidróxido de calcio (Ca(OH)_{2}) y carbonato sódico (Na_{2}CO_{3}) con una proporción de Ca(OH)_{2} de 1/3 p/p respecto del coagulante inorgánico añadido y de un 5% máximo de Na_{2}CO_{3} respecto a la mezcla de coagulante primario acidificado + adsorbentes, ycalcium hydroxide (Ca (OH) 2) and sodium carbonate (Na2CO3) with a Ca (OH) 2 ratio of 1/3 p / p relative to of the added inorganic coagulant and a maximum 5% of Na 2 CO 3 with respect to the primary coagulant mixture acidified + adsorbents, and
- --
- un 0,8 a un 1,2% p/p, referido sobre peso final, de una mezcla de polielectrolito aniónico y catiónico a partes iguales, referido al contenido total de la mezcla.0.8 at 1.2% w / w, based on final weight, of a mixture of anionic and cationic polyelectrolyte in equal parts, referring to Total content of the mixture.
Claims (9)
- a)to)
- adicionar al agua glicolada, en un reactor de coagulación/adsorción, un reactivo sólido en polvo de coagulación/adsorción/floculación, que permite generar directamente y en una sola etapa, una coagulación-adsorción-floculación de al menos un 99% de la materia orgánica coloidal y de los sólidos en suspensión(orgánicos y/o inorgánicos) presentes en el agua glicolada,add to glycol water, in a coagulation / adsorption reactor, a solid powder reagent of coagulation / adsorption / flocculation, which allows to generate directly and in a single stage, a coagulation-adsorption-flocculation of at least 99% of colloidal organic matter and solids in suspension (organic and / or inorganic) present in the water glycollate,
- b)b)
- separar el agua del fango formado en la agitación, yseparate the water from the sludge formed in the agitation, and
- c)C)
- ultrafiltrar el agua obtenida en la etapa b).ultrafiltrate the water obtained in the stage b).
- --
- Un coagulante inorgánico líquido en base aluminio (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3}) y/o base hierro (FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) y/o mezcla líquida de los mismos (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3} y/o FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) acidificado con ácido clorhídrico líquido al 32%, llamado coagulante primario,A inorganic liquid coagulant based on aluminum (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3) and / or iron base (FeCl 3) and / or Fe 2 (SO 4) 3) and / or liquid mixture of the same (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3 and / or FeCl 3 and / or Fe 2 (SO 4) 3) acidified with 32% liquid hydrochloric acid, called coagulant primary,
- --
- un adsorbente de materia orgánica a base de bentonita sódica activada térmicamente y/o carbón activado vegetal en polvo de madera de pino en una proporción respecto a la solución de coagulante primario del 20 al 50% p/p,a organic matter adsorbent based on activated sodium bentonite thermally and / or activated pine wood powder activated carbon in a proportion with respect to the primary coagulant solution of the 20 to 50% w / w,
- --
- hidróxido de calcio (Ca(OH)_{2}) y carbonato sódico (Na_{2}CO_{3}) con una proporción de Ca(OH)_{2} de 1/3 p/p respecto del coagulante inorgánico añadido y de un 5% máximo NaCO_{3} respecto a la mezcla de coagulante primario acidificado + adsorbentes, ycalcium hydroxide (Ca (OH) 2) and sodium carbonate (Na2CO3) with a Ca (OH) 2 ratio of 1/3 p / p relative to of the added inorganic coagulant and 5% maximum NaCO_ {3} regarding the acidified primary coagulant mixture + adsorbents, and
- --
- un 0,8 a un 1,2% p/p, referido sobre peso final, de una mezcla de polielectrolito aniónico y catiónico a partes iguales, referido al contenido total de la mezcla.0.8 at 1.2% w / w, based on final weight, of a mixture of anionic and cationic polyelectrolyte in equal parts, referring to Total content of the mixture.
- b.1)b.1)
- filtrar en un filtro deshidratador a través de tela filtrante doble laminada a 30 \mum dónde se separa más de un 98% de los fangos generados, yfilter on a dehydrator filter to through 30 µm double laminated filter cloth where it separates more than 98% of the sludge generated, and
- b.2)b.2)
- ultrafiltrar en membranas multitubulares de ½'' de Ø y 4,2 m de largo con un tamaño de poro de 0,05 \mum.ultrafiltrate membranes multitubular Ø 1/2 '' and 4.2 m long with a pore size of 0.05 µm.
- --
- Un coagulante inorgánico líquido en base aluminio (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3}) y/o base hierro (FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) y/o mezcla líquida de los mismos (AlCl_{3} y/o Al_{2}(SO_{4})_{3} y/o FeCl_{3} y/o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) acidificado con ácido clorhídrico líquido al 32%, llamado coagulante primario,A inorganic liquid coagulant based on aluminum (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3) and / or iron base (FeCl 3) and / or Fe 2 (SO 4) 3) and / or liquid mixture of the same (AlCl 3 and / or Al 2 (SO 4) 3 and / or FeCl 3 and / or Fe 2 (SO 4) 3) acidified with 32% liquid hydrochloric acid, called coagulant primary,
- --
- un adsorbente de materia orgánica a base de bentonita sódica activada térmicamente y/o carbón activado vegetal en polvo de madera de pino en una proporción respecto a la solución de coagulante primario del 20 al 50% p/p, que se mezcla en un reactor vitrificado con la solución ácida de coagulante primario, para posterior filtración en filtro prensa, secado de torta y micronización de la misma en molino martillo, obteniendo un fino polvo que se mezclará y por este orden con:a organic matter adsorbent based on activated sodium bentonite thermally and / or activated pine wood powder activated carbon in a proportion with respect to the primary coagulant solution of the 20 to 50% w / w, which is mixed in a vitrified reactor with the acidic coagulant solution for subsequent filtration in filter press, cake drying and micronization of the same in mill hammer, obtaining a fine powder to be mixed and in this order with:
- --
- hidróxido de calcio (Ca(OH)_{2}) y carbonato sódico (Na_{2}CO_{3}) con una proporción de Ca(OH)_{2} de 1/3 p/p respecto del coagulante inorgánico añadido y de un 5% máximo de Na_{2}CO_{3} respecto a la mezcla de coagulante primario acidificado + adsorbentes, ycalcium hydroxide (Ca (OH) 2) and sodium carbonate (Na2CO3) with a Ca (OH) 2 ratio of 1/3 p / p relative to of the added inorganic coagulant and a maximum 5% of Na 2 CO 3 with respect to the primary coagulant mixture acidified + adsorbents, and
- --
- un 0,8 a un 1,2% p/p, referido sobre peso final, de una mezcla de polielectrolito amónico y catiónico a partes iguales, referido al contenido total de la mezcla.0.8 at 1.2% w / w, based on final weight, of a mixture of Ammonium and cationic polyelectrolyte in equal parts, referring to Total content of the mixture.
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|---|---|---|---|---|
| CN105502566A (en) * | 2016-01-26 | 2016-04-20 | 张锐 | Environment-friendly wastewater treating agent and preparing method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4765908A (en) * | 1985-02-04 | 1988-08-23 | Barbara Monick | Process and composition for removing contaminants from wastewater |
| WO2002000557A2 (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-03 | The Procter & Gamble Company | Water treatment compositions |
| AU2009200113A1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Clement Hinchliffe | Water purification |
-
2010
- 2010-11-29 ES ES201031756A patent/ES2354669B1/en not_active Expired - Fee Related
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