[go: up one dir, main page]

ES2599820T3 - Dispositivo y procedimiento para la depuración de agua por flotación - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para la depuración de agua por flotación Download PDF

Info

Publication number
ES2599820T3
ES2599820T3 ES13722305.3T ES13722305T ES2599820T3 ES 2599820 T3 ES2599820 T3 ES 2599820T3 ES 13722305 T ES13722305 T ES 13722305T ES 2599820 T3 ES2599820 T3 ES 2599820T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tank
water
gas
unit
gasification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13722305.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Jens-Uwe Repke
Günter WOZNY
Matan BEERY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akvola Tech GmbH
Akvola Technologies GmbH
Original Assignee
Akvola Tech GmbH
Akvola Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akvola Tech GmbH, Akvola Technologies GmbH filed Critical Akvola Tech GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2599820T3 publication Critical patent/ES2599820T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/0039Settling tanks provided with contact surfaces, e.g. baffles, particles
    • B01D21/0042Baffles or guide plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/0084Enhancing liquid-particle separation using the flotation principle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5245Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/32Hydrocarbons, e.g. oil
    • C02F2101/327Polyaromatic Hydrocarbons [PAH's]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08Seawater, e.g. for desalination
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

Dispositivo para la depuración de agua salada, particularmente depuración previa de agua de mar, que comprende - al menos un depósito (10) para el alojamiento de agua mezclada con al menos un agente floculante para la separación de componentes orgánicos, y dado el caso biológicos, contenidos en el agua, - comprendiendo el al menos un depósito (10) al menos una zona de contacto K para el contacto del agua mezclada con el agente floculante con al menos un gas, particularmente aire, y al menos una zona de separación S para la separación de los componentes orgánicos floculados hechos ascender mediante el gas, - habiendo dispuesta en la al menos una zona de contacto K al menos una unidad de gasificación (30) de una o varias membranas de gasificación cerámicas con un tamaño de poro medio de 2 μm y en la al menos una zona de separación S al menos una unidad de filtración (40); caracterizado por que la unidad de gasificación (30) está conectada directamente a una conducción de gas comprimido o a una botella de gas, de manera que el al menos un gas puede inyectarse a través de la al menos una unidad de gasificación (30) sin usar un portador líquido directamente en el depósito (10).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento para la depuracion de agua por flotacion
La presente solicitud se refiere a un dispositivo para la depuracion de agua segun el preambulo de la reivindicacion 1, as^ como a un procedimiento para la depuracion de agua segun la reivindicacion 21.
Proporcionar agua dulce para el abastecimiento suficiente de la poblacion mundial en constante crecimiento es uno de los mayores desafios a los que se enfrentara la comunidad mundial en las proximas decadas.
Debido a los recursos limitados para proporcionar agua dulce, se requiere cada vez en mayor medida, desarrollar y facilitar alternativas adecuadas, particularmente a base de agua de mar, para el abastecimiento de agua potable.
De esta forma ya de pusieron en funcionamiento en los anos 50 y 60 del siglo pasado las primeras instalaciones desalinizadoras de agua de mar a gran escala industrial en Oriente Proximo, en las cuales se separaba la sal termicamente del agua mediante evaporacion y condensacion. En un perfeccionamiento de las instalaciones desalinizadoras de agua de mar, surgieron en los anos 70 las primeras instalaciones de osmosis inversa para la desalinizacion de agua de mar, cuyo funcionamiento es, en lo que a consumo de energia se refiere, esencialmente mas economico en comparacion con un tratamiento de agua meramente termico.
La osmosis inversa o tambien osmosis revertida, es un procedimiento fisico para la concentracion de sustancias disueltas en liquidos, en el que mediante presion se invierte el proceso de osmosis natural. En este caso de produce sobre un lado de una membrana semipermeable una presion mayor que la presion osmotica natural. En el caso de la desalinizacion de agua de mar, el agua de mar se presiona para la superacion de la presion osmotica bajo alta presion a traves de una membrana semipermeable de poliamida, PTFE o copolimeros sulfonados con un diametro de poro de 5x10-7 a 5x10-6. La membrana semipermeable actua como un filtro y solo deja pasar moleculas de agua a traves de la membrana, mientras que las sales y otras sustancias, como bacterias y virus o tambien sustancias venenosas, como metales pesados, se retienen, de manera que se obtiene agua potable limpia. La presion osmotica aumenta al aumentar la concentracion de la sal, de manera que el proceso en algun momento se detendria. Para hacer frente a ello se evacua el concentrado. Uno de los mayores problemas en el caso de la osmosis inversa, consiste en que se produce la sedimentacion de sustancias retenidas o filtradas sobre la membrana de osmosis inversa, que dan lugar a ensuciamientos en la membrana. Para hacer frente a los ensuciamientos en la membrana no deseados, el agua a depurar deberia estar en la medida de lo posible libre de particulas gruesas, sustancias organicas y ensuciamientos, antes de alcanzar la instalacion de osmosis inversa. En correspondencia, el proceso de la desalinizacion de agua de mar requiere una depuracion previa a fondo del agua de mar a desalinizar.
En el pasado se han utilizado diferentes metodos y dispositivos para la depuracion previa del agua, particularmente del agua salada. De esta manera, correspondientes instalaciones pueden estar dotadas de filtros previos, que posibiliten una separacion de sustancias gruesas hasta un tamano de particula de 20 |jm. Filtros de carbon activo adicionales posibilitan la separacion de sustancias organicas, como por ejemplo, productos fitosanitarios u otras sustancias venenosas. Es posible tambien establecer una radiacion UV en un paso de depuracion previa, mediante lo cual pueden matarse una pluralidad de germenes nocivos para la salud, como virus y bacterias.
Un principio para la depuracion previa del agua para una osmosis inversa, que se ha establecido en los ultimos anos y que se utiliza habitualmente, lo representa el procedimiento de flotacion por aire disuelto (Dissolved Air Flotation, DAF, por sus siglas en ingles). La DAF es una forma especial de la flotacion. La flotacion es un procedimiento de separacion mediante fuerza de gravedad, para la separacion de sistemas solido-liquido o liquido-liquido. En este caso se producen burbujas de gas, por ejemplo, de aire, y se introducen en la fase liquida, depositandose particulas hidrofobas que se encuentran en la fase liquida, como por ejemplo, sustancias organicas, en estas burbujas tambien hidrofobas y ascendiendo a la superficie debido a la flotabilidad aumentada producida por las burbujas. En la superficie de la fase liquida, estos aglomerados se acumulan dando lugar a una capa de lodo que puede separarse facilmente de forma mecanica.
En el procedimiento de DAF, se introduce un gas que se presenta en forma disuelta en un liquido con presion aumentada, en el liquido a depurar. Debido a la caida de la presion en el liquido a depurar, el gas sale en forma de muy pequenas burbujas, las cuales presentan un diametro en el rango de los micrometros. Los gases en ascenso presentan por lo tanto una superficie especifica muy alta, en la que pueden depositarse las particulas hidrofobas del agua a depurar. Debido a ello se adecua la flotacion, particularmente la DAF, para la separacion de sustancias en suspension con una densidad muy baja, como por ejemplo, microalgas, o para la separacion de sustancias hidrofobas organicas.
Un dispositivo de DAF comprende en detalle, una unidad de floculacion para flocular sustancias en suspension y sustancias organicas y una llamada celda de floculacion. El agua ensuciada a depurar, provista de un agente floculante adecuado, sale de la unidad de floculacion y entra en la zona de contacto de la celda de floculacion, en la cual se inyecta agua sobresaturada de gas y entra en contacto directamente con el agua a depurar que ha entrado en la zona de contacto. Debido a la presion reducida que predomina en la celda de flotacion, las burbujas de gas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
salen de la solucion inyectada y se forman burbujas muy pequenas con diametros de 10 a 100 jm. Este banco de burbujas de llama “white water’. Estas burbujas muy pequenas se depositan en las particulas floculadas y ascienden hacia arriba en forma de aglomerado o mezcla de floculos-burbujas de gas, a la zona de separation de la celda de flotation. Debido al ascenso del aglomerado de floculos-burbujas, se forma en la superficie del agua de la celda de flotation una capa de sustancias solidas (el llamado producto flotante), la cual se separa mecanicamente mediante instalaciones de barrido adecuadas, por ejemplo, con rasquetas, y se recoge. Por debajo de esta capa de sustancias solidas o capa de producto flotante, se encuentra el agua depurada, la cual se devuelve al menos parcialmente tras sobresaturacion con un correspondiente gas, a la zona de contacto de la celda de flotacion. La otra parte del agua depurada se evacua para su posterior uso.
El procedimiento de DAF posibilita una separacion muy buena de microalgas y otros organismos minimos de agua sucia altamente cargada, requiere no obstante, un alto consumo energetico debido a la introduction de aire mediante una columna de saturation en el flujo parcial devuelto. Mediante la DAF tampoco es posible tratar agua muy turbia y con una alta carga de lodo.
Tambien se conoce el uso de membranas de gas en relation con la depuration de agua. De esta forma, el documento WO 2008/013349 A1 describe membranas ceramicas para la production de microburbujas. El tamano de poro de la membrana descrita en este documento se encuentra en un rango de 0,001 |jm a 0,05 |jm. El documento CA 2 527 525 A1 describe un procedimiento para la depuracion de agua de rio o de canal (y con ello para la depuracion de agua dulce), introduciendose en un primer paso primeramente H2O2 y llevandose a cabo a continuation en un segundo paso, un paso de flotacion. En el marco del paso de flotacion se introducen tambien burbujas de aire para la flotacion.
Un objetivo de la presente invention consistio por lo tanto en proporcionar un dispositivo y un procedimiento, con los cuales pueden reducirse o superarse las desventajas de los procedimientos de flotacion conocidos, particularmente del procedimiento de DAF con su consumo de energia muy alto.
Este objetivo se logra con un dispositivo con las caracteristicas de la reivindicacion 1, asi como con un procedimiento segun la reivindicacion 14. La invencion se define mediante las caracteristicas secundarias.
Un dispositivo para la depuracion de agua, particularmente de agua salada o de agua de mar, comprende correspondientemente, al menos un deposito para el alojamiento de agua mezclada con al menos un agente floculante, para la separacion de componentes organicos y eventualmente biologicos contenidos en el agua, como por ejemplo, microalgas, al menos una unidad de gasification dispuesta en el deposito, y ademas, al menos una unidad de filtration. El al menos un deposito puede denominarse tambien como celda de flotacion o piscina de depuracion.
El deposito (celda de flotacion) comprende segun la invencion al menos una zona de contacto para el contacto del agua mezclada con el agente floculante, como por ejemplo, el flujo de liquido de la unidad de floculacion en el deposito, con al menos un gas, particularmente aire, para la configuration de un aglomerado de floculos-gas- burbujas, asi como al menos una zona de separacion para la separacion de los componentes organicos floculados hechos ascender debido al gas.
Segun la presente invencion, la al menos una unidad de gasificacion a partir de una o varias membranas de gasificacion ceramicas con un tamano de poro medio de 2 jm, esta dispuesta en la zona de contacto del deposito, y la al menos una unidad de filtracion en la zona de separacion del deposito.
El presente dispositivo esta caracterizado por que la unidad de gasificacion esta unida directamente con una conduction de gas de presion o con una botella de gas, de manera que el al menos un gas para la configuracion del aglomerado de floculos-burbujas de gas se inyecta a traves de la al menos una unidad de gasificacion dispuesta en la zona de contacto del deposito, sin el uso de un portador de liquido, directamente en este deposito. Como se describira mas adelante en detalle, se introduce el gas de esta forma directamente en el deposito, sin una disolucion previa o introduccion a presion en un liquido.
La al menos una unidad de filtracion esta dispuesta preferiblemente desplazada a lo largo de un plano horizontal del deposito con respecto a la unidad de gasificacion. “Desplazada” en el sentido de la presente invencion, significa en este caso, que la unidad de filtracion esta dispuesta lateralmente o espacialmente u horizontalmente desplazada frente a la unidad de gasificacion; la unidad de filtracion y la unidad de gasificacion no estan dispuestas por lo tanto verticalmente una sobre la otra y no se solapan, sino que estan dispuestas preferiblemente a lo largo de un plano horizontal del deposito una junto a la otra o proximas una a la otra. Las burbujas de gas salientes de la unidad de gasificacion no se encuentran por lo tanto directamente y sin medios con una unidad de filtracion que se encuentra perpendicularmente sobre la unidad de gasificacion. La unidad de filtracion y la unidad de gasificacion estan dispuestas en zonas o zonas del deposito espacialmente diferentes.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Al menos un deposito puede haber preconectada una unidad de floculacion para el alojamiento del agua a depurar y de al menos un agente floculante para la floculacion de componentes organicos contenidos en el agua. La unidad de floculacion y el deposito estan preferiblemente en comunicacion de Kquidos entre si y los componentes organicos floculados en la unidad de floculacion pueden transportarse mediante un flujo de liquido desde la unidad de floculacion al deposito.
La unidad de floculacion puede estar configurada o bien como una unidad separada del deposito o estar integrada en el deposito, es decir, estar configurada de una pieza con el deposito. En el caso de una integration de la unidad de floculacion en el deposito, la unidad de floculacion puede comprender al menos una, preferiblemente dos, section o zona separada de la celda de flotation en si. En esta zona separada se introducen el agua a depurar y el agente floculante y eventualmente mediante el uso de un agitador, se mezclan intensivamente. El agua mezclada con el agente floculante puede introducirse entonces por ejemplo, o bien en una segunda zona del deposito separada de la celda de flotacion, a la que pueden suministrarse por ejemplo, otros medios auxiliares de floculacion, o tambien directamente en la celda de flotacion en la zona de contacto de la celda de flotacion, es decir, alimentarse en direction de la unidad de gasification.
El presente dispositivo combina de esta forma el procedimiento de la flotacion con una filtration de membrana. Mediante la filtracion de membrana adicional se produce una mejor depuration del agua que mediante la mera flotacion. A la inversa, la filtracion de membrana puede llevarse a cabo de forma mas efectiva, dado que antes de la filtracion ya se eliminan particulas mediante la flotacion. Debido a la combination de flotacion y filtracion en un unico deposito, se mejora la dinamica del proceso, ya que puede usarse un deposito mas pequeno en forma de una celda de flotacion y se alcanza un rendimiento mayor. Tampoco es necesario ya un flujo de reciclaje, es decir, ninguna reconduccion como en el caso de DAF, como sera explicado mas abajo. Esto condiciona por su parte, que la demanda de energia en bombas se reduce y tambien es menor en total el requerimiento de espacio. Mediante el presente procedimiento resulta solo muy poca agua residual, dado que la capa de sustancia solida puede separarse directamente con un contenido de agua muy reducido. Todos estos factores tienen un efecto positivo sobre la economia y la compatibilidad con el medio ambiente del presente procedimiento. Con el presente procedimiento son posibles tanto la integracion del proceso, como tambien la intensification del proceso, que conducen a un requerimiento de espacio menor y a costes de inversion y de funcionamiento, menores y mejoran adicionalmente el resultado de la depuracion.
El deposito usado en el presente dispositivo, por ejemplo, en forma de una celda de flotacion, esta configurado preferiblemente en forma de un deposito o piscina, abierto por un lado superior opuesto a la superficie de la base, con la longitud a, la anchura b y una altura h, siendo preferiblemente a > b y a > h. La anchura b y la altura h pueden ser iguales o diferentes. El deposito comprende de esta forma preferiblemente dos paredes laterales alargadas y dos paredes laterales cortas. Segun esto, se adecua particularmente un deposito como celda de flotacion o como piscina de depuracion, el cual presenta una configuration rectangular. El deposito presenta segun esto, seis superficies o paredes rectangulares, describiendose las superficies conformadas a partir de a x b, como superficie de base o el lado o superficie abierta opuesta a la superficie de base, las superficies conformadas a partir de a x h, como paredes laterales alargadas y las superficies conformadas a partir de b x h, como paredes laterales cortas del deposito. El plano horizontal del deposito mencionado mas arriba, se extiende en este caso preferiblemente en paralelo con respecto a la longitud a del deposito.
Como se ha explicado, la zona de contacto es la zona en la cual entra en contacto la corriente de liquido de la unidad de floculacion con el gas introducido y tiene lugar una configuracion de un aglomerado del floculos-burbujas de gas. La zona de la zona de contacto se determina preferiblemente mediante la disposition o el posicionamiento de la unidad de gasificacion en la base del deposito o de la piscina. De esta forma, la zona de la zona de contacto puede presentar una longitud que se encuentra en un rango entre 0,15-0,25 veces, preferiblemente 0,2 veces la longitud a del deposito, y presenta una anchura, que se corresponde con la anchura b del deposito. La altura de la zona de contacto se determina mediante el nivel del liquido del agua mezclada con el agente floculante en el deposito.
La zona de separation es la zona del deposito en la cual se produce la separation de los componentes organicos floculados hechos ascender por el gas, del agua. Esta separacion de los aglomerados organicos hechos ascender, se produce preferiblemente en la superficie mediante instalaciones mecanicas adecuadas, como por ejemplo, instalaciones de barrido, por ejemplo, en forma de rasquetas. Este tipo de medios son conocidos por el experto.
La zona de separacion comprende una zona del deposito mayor frente a la zona de contacto. De esta forma, la zona de separacion comprende preferiblemente una zona con una longitud, que se corresponde con 0,75 - 0,85 veces, preferiblemente 0,8 veces, la longitud a del deposito. La anchura de la zona de separacion se corresponde con la anchura b del deposito. La altura de la zona de separacion se determina mediante el nivel del liquido del agua mezclada con el agente floculante en el deposito.
El paso entre la zona contacto y la zona de separacion en el deposito es preferiblemente fluyente, es decir, no existe ninguna separacion espacial cortante de zona de contacto y zona de separacion en el deposito. Puede observarse solo una chapa deflectora descrita mas abajo como un tipo de limite espacial o linea de separacion entre la zona de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
contacto y la zona de separation.
En una forma de realization del presente dispositivo, la al menos una unidad de filtrado esta dispuesta en el deposito por debajo de la capa conformada por los componentes organicos floculados que se han hecho ascender. Es particularmente ventajoso, cuando la al menos una unidad de filtracion esta dispuesta en la base del deposito dentro de la zona de separacion. Dicho con otras palabras, la unidad de filtracion esta dispuesta de forma sumergida en la zona de separacion del deposito.
La unidad de filtracion presenta particularmente una forma rectangular adaptada a la celda de flotation. La longitud de la unidad de filtracion se corresponde preferiblemente con 0,5 a 0,7 veces, de manera particularmente preferida con 0,6 veces la longitud de la celda de flotacion. La anchura de la unidad de filtracion se corresponde preferiblemente con 0,6 a 0,9 veces, de manera particularmente preferida con 0,8 veces la anchura b de la celda de flotacion. De esta forma, la unidad de filtracion no se extiende completamente por la totalidad de la anchura del deposito, sino que presenta mas bien una pequena distancia con respecto a las paredes laterales alargadas del deposito. En la altura, la unidad de filtracion esta configurada de tal forma, que esta se corresponde en un rango entre 0,1 a 0,4 veces, preferiblemente 0,2 a 0,3 veces la altura h del deposito. Naturalmente tambien son concebibles otras dimensiones para la unidad de filtracion que se utiliza.
En una forma de realizacion preferida, la al menos una unidad de filtracion se presenta en forma de una membrana de filtracion ceramica, particularmente en forma de una membrana ceramica de micro o ultrafiltracion. Este tipo de membranas de filtracion ceramicas presentan una alta resistencia quimica y una larga vida util. Las membranas de filtracion ceramicas son ademas, mas permeables al agua y menos tendentes a ensuciamientos, dado que son mas hidrofilias que las membranas polimericas. Debido a su estabilidad mecanica, tampoco se necesita un cribado previo. Ha resultado ser particularmente adecuado un modulo de membrana, el cual presenta un tamano de poro medio de 20 nm a 500 nm, preferiblemente de 100 nm a 300 nm, de manera particularmente preferida de 200 nm.
El modulo de membrana de filtracion usado preferiblemente puede consistir en varias placas, en uno o varios tubos u otras formas geometricas.
Ha resultado ser un material ceramico particularmente adecuado a-AhO3, pero pueden utilizarse no obstante tambien, otros oxidos y no oxidos ceramicos como carburo de silicio u oxido de circonio para el uso en la unidad de filtracion.
En otra forma de realizacion preferida, el dispositivo comprende al menos un medio para la ventilation de la unidad de filtracion, para ventilar la al menos una unidad de filtracion de forma adecuada. Un medio de ventilacion adecuado puede presentarse por ejemplo, en forma de tubos flexibles agujereados. El medio de ventilacion puede alimentarse con aire para reunir fuerzas de cizallamiento grandes sobre la superficie de la unidad de filtracion para evitar o minimizar ensuciamientos en la superficie de la membrana. Otras posibilidades para evitar o para minimizar el ensuciamiento en la unidad de filtrado, es el tratamiento con sustancias quimicas adecuadas, como acido citrico, para evitar un ensuciamiento inorganico o con un medio de oxidation adecuado, como por ejemplo, hipoclorito de sodio para la reduction del ensuciamiento biologico.
En una forma de realizacion del presente dispositivo, se introducen a traves de una unidad de gasification que se encuentra en la zona de contacto, burbujas de gas muy pequenas, particularmente burbujas de aire, en la piscina de depuration. La unidad de gasificacion usada puede consistir en una o varias placas o discos, tubos u otras formas geometricas. Ha resultado ser un material particularmente adecuado, la ceramica, particularmente oxido de aluminio a-Al2O3. Pueden usarse no obstante tambien, otros oxidos ceramicos y no oxidos como carburo de silicio u oxido de circonio. Puede denominarse por lo tanto tambien como membrana.
En una forma de realizacion del presente dispositivo, la al menos una unidad de gasificacion usada en el esta construida a partir de 1 a 10, preferiblemente de 2 a 6, de forma particularmente preferida de 4 a 6 membranas de gasificacion. Las membranas de gasificacion ceramicas utilizadas tienen un tamano de poro medio de 2 |jm. El diametro de burbuja medio de las burbujas de gas introducidas a traves de la membrana de gasificacion, particularmente burbujas de aire, puede estar entre 10 jm a 100 jm, preferiblemente 20 jm a 80jm, de manera particularmente preferida en 50 jm. La production de burbujas en la membrana de gasificacion puede estar influida particularmente mediante un flujo de volumen de gas adecuado y presion. Cuanto mayor es la presion, mas burbujas y con mayor tamano resultan en este caso. El flujo volumetrico ajustado tiene en el presente caso una funcion solo subordinada.
En una forma de realizacion particularmente preferida, las membranas de gasificacion estan dispuestas en paralelo entre si a lo largo de la anchura del deposito. La cantidad de las membranas de gasificacion se guia correspondientemente por la anchura del deposito y las dimensiones de las membranas de gasificacion individuales. De esta forma pueden haber dispuestas por ejemplo, al menos cuatro membranas de gasificacion paralelas para la produccion de burbujas de gas, particularmente burbujas de aire, en la base del deposito de gasificacion, es decir, del deposito para el alojamiento del agua mezclada con el agente floculante. Tambien es posible en general, que las membranas de gasificacion esten dispuestas perpendicularmente una sobre la otra. En este caso, la cantidad de las
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
membranas de gasificacion dispuestas unas sobre otras se guia por la altura del deposito y el estado de llenado del deposito.
La disposicion de la unidad de gasificacion en la base del deposito puede ser en este caso tal, que las burbujas de gas en ascenso no accedan a una zona entre una primera chapa deflectora (veanse para ello tambien configuraciones de mas abajo) y una pared lateral del deposito. La unidad de gasificacion esta dispuesta preferiblemente a una distancia de una pared lateral, particularmente una pared lateral corta, del deposito de gasificacion, correspondiendo esta distancia de la membrana de gasificacion de una pared lateral, con la separacion o la abertura entre una chapa deflectora y una pared lateral del deposito de gasificacion.
Como se ha mencionado mas arriba, la introduction de gas se produce en el presente caso mediante una inyeccion directa de un gas, como por ejemplo aire en forma de burbujas muy pequenas a traves de la membrana de gasificacion. La ventaja de una inyeccion directa de un gas, por ejemplo, a traves de la unidad de gasificacion descrita, frente a la DAF, consiste particularmente en que se suprimen el flujo de reciclaje y la columna de saturation, dado que el gas, como por ejemplo, el aire, puede recogerse directamente de una conduction de aire a presion o de una botella de gas. Esto es particularmente adecuado en el caso de una depuration previa de agua de mar para la desalinizacion, dado que la temperatura elevada y el contenido de sal elevado del agua de mar dificultan una saturacion de aire en el marco de la DAF, dado que se disuelve menos aire en el flujo de reciclaje. Debido a ello tampoco se requiere una energia de condensation para alcanzar un nivel de presion alto en la totalidad del flujo de reciclaje. Tambien puede acceder una parte de las burbujas de gas inyectadas, mediante turbulencias directamente a la zona de filtration y con ello a la proximidad de la unidad de filtration, antes de que estas asciendan a la superficie del agua. Debido a ello resultan en la unidad de filtracion fuerzas de cizallamiento adicionales, que pueden hacer frente a ensuciamientos. La ventaja esencial del uso de la presente unidad de gasificacion ceramica en comparacion con la DAF, se encuentra en la production sencilla y baja en energia de microburbujas.
En una forma de realization preferida del presente dispositivo hay dispuesta ademas de ello, entre la zona de contacto y la zona de separacion del deposito de gasificacion, al menos una primera chapa deflectora para conducir los componentes organicos floculados hechos ascender debido al gas, desde la zona de contacto a la zona de separacion. Esta primera chapa deflectora esta dispuesta preferiblemente en paralelo con respecto a las dos paredes laterales cortas opuestas del deposito de gasificacion. En este caso la anchura b' de esta al menos primera chapa deflectora es preferiblemente igual a la anchura b del deposito de gasificacion y con ello igual a la longitud de la pared lateral corta. La altura h' de la al menos primera chapa deflectora es no obstante, menor que la altura h del deposito, de manera que se garantiza una comunicacion entre la zona de contacto y la zona de separacion en el deposito de gasificacion.
La al menos primera chapa deflectora esta dispuesta en este caso preferiblemente en la base del deposito de forma movil o fija.
Ademas de ello, la disposicion de la primera chapa deflectora es preferiblemente tal, que entre la primera chapa deflectora y la base del deposito existe un angulo de entre 90° y 50°, preferiblemente de entre 80° y 55°, de manera particularmente preferida de entre 75° y 60°. La primera chapa deflectora esta orientada preferiblemente de tal forma, que en el caso de un angulo de menos de 90° en direction hacia la zona de separacion, esta inclinada de forma que se aleja de la zona de contacto, debido a lo cual, el flujo de liquido mezclado con las burbujas de gas, como por ejemplo, en forma de un liquido con aglomerados de floculos-burbujas de gas, se conduce de forma dirigida desde la zona de contacto a lo largo de la primera chapa deflectora inclinada, hacia la zona de separacion y en este caso preferiblemente de forma directa hacia la superficie del liquido en el deposito de gasificacion en la zona de separacion. En una forma de realizacion particularmente preferida, la primera chapa deflectora esta dispuesta con un angulo de 60° en relacion con la base del deposito, debido a lo cual se produce una conduccion de los agregados de floculos-burbujas de aire desde la zona de contacto a la zona de separacion y en este caso particularmente por encima de la unidad de filtracion.
Ademas de la al menos primera chapa deflectora, puede haber dispuesta en una forma de realizacion del presente dispositivo, al menos una segunda chapa deflectora en la zona de la zona de contacto en las paredes laterales alargadas opuestas, del deposito. La al menos segunda chapa deflectora esta fijada en este caso preferiblemente en los cantos laterales, los cuales limitan el lado abierto hacia arriba del deposito, de las paredes laterales alargadas opuestas, del deposito, mediante medios de fijacion adecuados. La segunda chapa deflectora esta dispuesta en este caso preferiblemente de tal forma, que entre la base del deposito y la segunda chapa deflectora existe una separacion. Dicho con otras palabras, la segunda chapa deflectora no presenta ningun contacto con la base del deposito. La altura h'' de la segunda chapa deflectora es por lo tanto menor que la altura h del deposito, siendo la anchura b'' de la segunda chapa deflectora preferiblemente igual a la anchura b del deposito y correspondiendo de esta forma en la anchura con la pared lateral corta del deposito.
En una forma de realizacion particularmente preferida, la primera chapa deflectora y la segunda chapa deflectora presentan las mismas dimensiones, es decir, b' = b'' y h' = h''.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
En una forma de realizacion preferida del presente dispositivo, la al menos primera chapa deflectora y la al menos segunda chapa deflectora estan dispuestas desplazadas entre s^ y opuestas, de manera que puede producirse una corriente en forma de meandro del agua que entra en el deposito mezclada con el agente floculante. Con una disposicion opuesta ha de entenderse en este caso, que la primera y la segunda chapa deflectora estan fijadas en lados opuestos del deposito. Como se ha descrito, la primera chapa deflectora esta dispuesta en la base del deposito y presenta una distancia con respecto al lado abierto opuesto del deposito, mientras que la segunda chapa deflectora esta fijada preferiblemente en uno de los cantos laterales de las paredes laterales alargadas del deposito, las cuales delimitan el lado abierto hacia arriba del deposito, de tal forma, que entre la base del deposito y la segunda chapa deflectora, existe una separation.
La segunda chapa deflectora puede estar dispuesta ademas de ello, en los cantos laterales que delimitan el lado abierto hacia arriba del deposito, de las paredes alargadas laterales del deposito en un angulo de entre 90° y 70°, preferiblemente de entre 85° y 75° de manera particularmente preferida en un angulo de 80° en relation con el lado abierto opuesto a la base del deposito. En este caso, la segunda chapa deflectora esta alineada ventajosamente de tal forma, que en el caso de un angulo de menos de 90° esta inclinada particularmente en direction hacia una de las paredes laterales cortas del deposito, de manera que se aleja de la zona de separacion. Es concebible tambien, que la segunda chapa deflectora este inclinada de forma que se aleja de la primera pared lateral corta del deposito.
En una forma de realizacion preferida del presente dispositivo, la unidad de filtration, la primera chapa deflectora, la segunda chapa deflectora y la unidad de gasification, estan dispuestas a lo largo de la longitud a del deposito, unas tras otras. Si se sigue por ejemplo, la corriente del agua mezclada con el agente floculante, desde la unidad de floculacion hacia el deposito, entonces la sucesion o la secuencia de los medios dispuestos en el deposito es la siguiente: segunda chapa deflectora, unidad de gasificacion, primera chapa deflectora y unidad de filtracion. Tambien es posible, que se produzca un solapamiento parcial de la disposicion de la segunda chapa deflectora y de la unidad de gasificacion, dado que la segunda chapa deflectora puede estar dispuesta al menos parcialmente por encima de la unidad de gasificacion. En correspondencia, el flujo del agua mezclada con el agente floculante, choca al entrar en el deposito primeramente de forma directa con la segunda chapa deflectora, a traves de la cual se conduce la corriente de forma precisa en direccion de la unidad de gasificacion dispuesta en la base del deposito; la corriente del agua mezclada con el agente floculante se mezcla en la unidad de gasificacion con al menos un gas, preferiblemente aire, y el aglomerado de floculos-burbujas de gas configurado de esta forma se conduce mediante la primera chapa deflectora, la cual esta dispuesta preferiblemente inclinada, en direccion de la zona de separacion y unidad de filtracion. El presente sistema presenta en correspondencia un modo de funcionamiento horizontal.
Correspondientemente, el agua mezclada con el agente floculante de la unidad de floculacion puede introducirse por el lado superior abierto del deposito en este, es decir, la mezcla de floculacion puede introducirse desde arriba en el deposito. Si se introduce la mezcla de floculacion desde arriba en el deposito, se prefiere particularmente, cuando el agua mezclada con el agente floculante se introduce en una zona del deposito, la cual esta delimitada por la segunda chapa deflectora y la pared lateral corta mas proxima a la segunda chapa deflectora.
Como ya se ha mencionado arriba, la segunda chapa deflectora puede presentar un angulo de inclination hacia la pared lateral corta mas proxima del deposito. El tamano del angulo de inclinacion de la segunda chapa deflectora puede ajustarse en este caso preferiblemente en dependencia de la cantidad del agua entrante mezclada con un agente floculante. En este caso puede ajustarse el angulo de inclinacion de tal forma, que la segunda chapa deflectora conduzca en direccion hacia la pared lateral del deposito de gasificacion, pero no la toque, de manera que queda una abertura o superficie de entrada o de paso entre la segunda chapa deflectora y la pared lateral corta mas proxima del deposito.
La superficie de paso para el agua mezclada con el agente floculante (mezcla de floculacion), que fluye desde el deposito de floculacion al deposito, esta ajustada preferiblemente de tal forma, que la velocidad de flujo de la mezcla de floculacion es grande en la superficie de paso entre la segunda chapa deflectora y la pared lateral corta del deposito. Es concebible por ejemplo, que la superficie de paso presente una anchura de 1-5 cm. La segunda chapa deflectora posibilita una introduction uniforme de la mezcla de floculacion a traves de la totalidad de la anchura del deposito. La zona de contacto K, la cual se configura entre la segunda chapa deflectora y la pared lateral corta, tambien puede estar determinada por el tamano de la superficie de paso. La superficie de paso preferiblemente reducida de la mezcla de floculacion entre la segunda chapa deflectora y la pared lateral corta del deposito, asi como la velocidad de flujo alta condicionada debido a ello, de la mezcla de floculacion a traves de la ranura de paso, conduce a que no asciendan burbujas de gas ascendentes desde la unidad de gasificacion en contra de la direccion de entrada de la mezcla de floculacion en el deposito.
Ademas de la introduccion mencionada arriba del agua mezclada con un agente floculante de la unidad de floculacion por el lado superior abierto del deposito, es posible en general tambien, introducir, particularmente inyectar el agua mezclada con el agente floculante o la mezcla de floculacion de la unidad de floculacion en paralelo y con una separacion minima con respecto a la base del deposito en el deposito. La separacion entre la base del deposito y la entrada de la mezcla de floculacion es en este caso dependiente del tamano total del deposito.
La tarea de la presente invention se soluciona igualmente mediante un procedimiento para la depuration de agua, particularmente para la depuracion previa de agua de mar, mediante la utilization del dispositivo segun la invencion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Un procedimiento de este tipo comprende en este caso los pasos:
- introduccion de agua mezclada con al menos un agente floculante en al menos un deposito;
- puesta en contacto del agua mezclada con al menos un agente floculante con al menos un gas introducido mediante al menos una unidad de gasificacion en un deposito, particularmente aire, para la configuracion de un aglomerado de floculos-burbujas de gas, particularmente de un aglomerado de floculos-microburbujas de gas,
- separacion del aglomerado de floculos-burbujas de gas que ha ascendido a la superficie del agua que se encuentra en el deposito,
- evacuacion del agua liberada del aglomerado de floculos-burbujas de gas a traves de al menos una unidad de filtracion dispuesta en el deposito, y
- suministro del agua evacuada a traves de la unidad de filtracion a pasos de tratamiento adicionales.
En una forma de realization del procedimiento, la adicion del al menos un agente floculante al agua a depurar para la floculacion de componentes organicos contenidos en el agua, se produce en al menos una unidad de floculacion preconectada al deposito. La floculacion de los componentes organicos disueltos contenidos en el agua a depurar se produce preferiblemente mediante sustancias quimicas conocidas para ello, habiendo resultado particularmente ventajoso, el uso de sales de Fe3+ o Al3+, como por ejemplo, FeCl3.
El agua mezclada con el agente floculante en la unidad de floculacion se traspasa a continuation preferiblemente al al menos un deposito, en forma de un flujo de liquido, en el cual el flujo de liquido se mezcla con burbujas de gas, particularmente burbujas de aire, introducidas en el deposito a traves de una unidad de gasificacion. El aglomerado a partir de burbujas de gas y componentes organicos floculados que se conforma en este caso, asciende a la superficie del liquido que se encuentra en el deposito, se acumula alli y se separa mecanicamente. El agua liberada de la mayoria de los componentes organicos, se evacua a continuacion a traves de la unidad de filtracion dispuesta en la superficie de base del deposito y se suministra a pasos de tratamiento adicionales.
El presente procedimiento representa correspondientemente un procedimiento hibrido de microflotacion y filtracion de membrana en una unica unidad de dispositivo singular.
La invention se explica a continuacion con mayor detalle haciendo referencia a las figuras de los dibujos mediante un ejemplo de realizacion. Muestran:
La Fig. 1a una vista lateral esquematica de un dispositivo para la depuration de agua segun una primera forma de realizacion,
La Fig. 1b una vista lateral esquematica de un dispositivo para la depuracion de agua segun una segunda forma de realizacion,
La Fig. 2 una vista superior de un dispositivo para la depuracion de agua;
La Fig. 3 una vista lateral esquematica de un dispositivo para la depuracion de agua segun una tercera forma de realizacion; y
La Fig. 4 una representation esquematica de un procedimiento en una instalacion que comprende un dispositivo para la depuracion de agua.
Una estructura general de una primera forma de realizacion del dispositivo segun la invencion se muestra en la Fig. 1 a.
La vista lateral de la Fig. 1a comprende un deposito 10, una unidad de gasificacion 30, una unidad de filtracion 40, una primera chapa deflectora 1 y una segunda chapa deflectora 2. El deposito 10 presenta un lado superior, el cual esta abierto, y una superficie de base que se encuentra opuesta a este lado superior. La unidad de gasificacion 30, la primera chapa deflectora 1 y la unidad de filtracion 40 estan dispuestas a lo largo de esta superficie de base y sobre esta superficie de base.
El deposito 10 comprende ademas del lado abierto superior y de la superficie de base, dos paredes laterales alargadas opuestas y dos paredes laterales cortas opuestas. El deposito 10 esta configurado en general en forma de un paralelepipedo con una longitud a, una anchura b y una altura h. Las paredes laterales alargadas del deposito se determinan mediante la longitud a y la altura h, mientras que las dimensiones de las paredes laterales cortas estan fijadas mediante la anchura b y la altura h del deposito.
En la presente primera forma de realizacion, la longitud a es de por ejemplo, 1 m, la anchura b de 0,61 m y la altura h de 0,5 m.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Es importante senalar que estas dimensiones solo tienen un caracter ilustrativo y que en el presente caso solo se han elegido para describir y representar las proporciones de tamano y las condiciones de disposicion correspondientes de los componentes individuales de la forma de realizacion del dispositivo entre s^ pudiendo ser en el caso de una transmision de modelo, las proporciones de los componentes individuales, iguales o al menos parecidas entre si. Tambien se indica que en el caso de una ampliacion de la escala de la forma de realizacion descrita del dispositivo, puede tenerse en cuenta la similitud hidraulica. El experto conoce metodos de como llevar a cabo, partiendo por ejemplo, de una instalacion de laboratorio o de una instalacion piloto, un escalado de la instalacion y del proceso.
Para el caso de que el deposito presente las dimensiones indicadas arriba, la unidad de gasificacion 30 consistente en cuatro membranas de gasificacion individuales, esta dispuesta a una distancia de por ejemplo 0,1 m de la primera pared lateral corta con la anchura b. La unidad de gasificacion 30 se extiende por la totalidad de la anchura b del deposito 10 y puede consistir en varios discos, placas, tubos u otras formas geometricas.
Por encima de esta unidad de gasificacion 30, se encuentra la segunda chapa deflectora 2, la cual tambien esta dispuesta con una separacion de 0,1 m de la primera pared lateral corta y esta fijada a los cantos laterales del lado longitudinal del lado abierto superior del deposito 10. En la primera variante mostrada en la Fig. 1a, la segunda chapa deflectora 2 esta dispuesta perpendicularmente y con ello en paralelo con respecto a la primera pared lateral corta. La separacion entre la superficie de base del deposito 10 y la segunda chapa deflectora 2 es en la presente forma de realizacion de 0,12 m.
Si se sigue la longitud lateral a del deposito 10, la primera chapa deflectora 1 esta dispuesta en la presente forma de realizacion a una distancia de por ejemplo, 0,2 m de la primera pared lateral corta y fijada en la superficie de base del deposito 10. La primera chapa deflectora 1 esta inclinada con un angulo a de 50 a 90°, por ejemplo, de 60°, en relacion con la superficie de base del deposito 10 en la direccion que se aleja de la primera pared lateral corta hacia la segunda pared lateral corta del deposito 10. En correspondencia, la separacion entre la superficie de base del deposito 10 y el canto superior de la primera chapa deflectora 1 es debido a la inclinacion, de por ejemplo, 0,26 m.
En direccion de observacion de la primera pared lateral corta a lo largo de la longitud a del deposito 10, detras de la primera chapa deflectora 1 esta dispuesta la unidad de filtracion 40 a una distancia de por ejemplo, 0,39 m en relacion con la primera pared lateral corta. La unidad de filtracion 40 se extiende a lo largo de la superficie de base hasta la segunda pared lateral corta y presenta de esta forma una longitud de por ejemplo, 0,61 m. En el caso de la forma de realizacion aqui mostrada, la altura de la unidad de filtracion es de por ejemplo, 0,14 m y la altura del estado de llenado del deposito 10, de por ejemplo, 0,33 m. De esta forma, la unidad de filtracion esta completamente sumergida en el liquido presente en el deposito 10.
La segunda forma de realizacion mostrada en la Fig. 1b se corresponde esencialmente con la primera forma de realizacion mostrada en la Fig. 1a, de manera que en lo sucesivo puede hacerse referencia en su totalidad a las explicaciones con respecto a la primera forma de realizacion.
La segunda forma de realizacion de la Fig. 1b se diferencia de la primera forma de realizacion de la Fig. 1a, solo en lo que se refiere al angulo de inclinacion de la segunda chapa deflectora 2. La segunda chapa deflectora 2, la cual esta fijada a los cantos laterales superiores del deposito 10, esta inclinada en el caso de la segunda forma de realizacion con un angulo p de 70-90°, preferiblemente de 80° en relacion con el lado abierto dispuesto en el lado opuesto a la base del deposito, del deposito 10 en direccion de la primera pared lateral corta del deposito 10. Debido a la inclinacion de la segunda chapa deflectora 2, la separacion entre la primera pared lateral corta y el extremo inferior de la segunda chapa deflectora 2 se acorta, y con ello se reduce la anchura de ranura para el paso del agua mezclada con el agente floculante. Esto por su parte aumenta la velocidad de flujo de la mezcla de floculacion.
La figura 2 muestra una vista superior sobre la primera forma de realizacion mostrada en la figura 1, aclarandose en este caso la disposicion de las cuatro membranas de gasificacion ceramicas sobre la superficie de base del deposito de gasificacion 10 en relacion con la disposicion de la primera y de la segunda chapa deflectora 1, 2. Las cuatro membranas de gasificacion ceramicas estan dispuestas en paralelo a lo largo de la primera pared lateral corta dentro de una separacion de 0,1 m de la mencionada primera pared lateral corta. El diametro de cada una de las membranas de gasificacion es en el presente caso de 0,15 m, pero tambien puede desviarse de estas dimensiones.
La figura 3 muestra otra forma de realizacion preferida del presente dispositivo. A diferencia de las formas de realizacion mostradas en las figuras 1a, b, en las que la unidad de floculacion 20 esta dispuesta separada espacialmente del deposito 10 (no mostrado), en la forma de realizacion representada en la Fig. 3, la unidad de floculacion 20 esta integrada en el deposito 10.
En este caso se preve un espacio o seccion de floculacion 20 del deposito 10, en el cual se introducen el agua a depurar y el agente floculante.
Tras mezclarse el agua a depurar con el agente floculante, por ejemplo, utilizando un agitador, la mezcla puede introducirse en la zona superior de la seccion de floculacion 20, a traves de una pared de separacion, a otra seccion
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
21 separada de la celda de flotacion 10 propiamente dicha, en la cual puede anadirse un medio auxiliar de floculacion adicional. En correspondencia, la pared de separacion prevista entre la seccion de floculacion 20 y la seccion 21, para el suministro del medio auxiliar de floculacion adicional, puede presentar una altura, la cual posibilita una transferencia del agua mezclada con el agente floculante desde la seccion de floculacion 20 a la seccion 21.
Tras anadirse los medios auxiliares de floculacion adicionales en la seccion 21, se conduce el agua a depurar desde arriba hacia abajo en la seccion 21 y puede entrar a continuacion por la base del deposito a la zona de contacto K del deposito 10 y conducirse a traves de la unidad de gasificacion 30. En correspondencia con ello, el agua a depurar se introduce en la forma de realization de la figura 3 en forma de meandro desde la seccion de floculacion 20 a la seccion 21 y finalmente a la zona de contacto K de la celda de flotacion o deposito 10.
En relation con la figura 4 se describe en lo sucesivo una forma de realizacion del procedimiento para la depuration de agua mediante el uso de un dispositivo segun la segunda forma de realizacion.
En el presente procedimiento experimental, se usa agua sucia, la cual se mezclo con sustancias humicas.
La totalidad de las sustancias organicas en el agua sucia se simula en el presente caso mediante sustancias humicas, las cuales tambien resultan en la naturaleza debido a descomposicion biologica normal. Las sustancias humicas son cadenas moleculares encadenadas de forma compleja a partir de unidades de alquilo y aromaticas con grupos funcionales, como por ejemplo, -COOH, -NH2 y -RSH. Debido a los grupos acidos ionizados conforman macromoleculas cargadas negativamente.
Para la floculacion de las sustancias humicas contenidas en el agua, se ofrecen sobre todo sustancias con contenido de hierro y aluminio que contienen iones trivalentes, como medios de precipitation, que pueden presentarse de forma liquida o solida. En el presente caso se usa FeCl3 solido para la production de un medio de precipitacion liquido. El agua sucia se mezcla con la solution que contiene acidos humicos y a continuacion se mezcla con la solution con contenido de FeCl3 mediante el uso de un mezclador estatico en el tanque de floculacion 20. En el tanque de floculacion 20 se produce una floculacion de los acidos humicos contenidos en el agua sucia debido al agente floculante FeCl3.
El agua sucia mezclada con FeCl3 se introduce en el presente procedimiento experimental a continuacion, desde el tanque de floculacion 20 en el deposito de separacion o deposito de gasificacion 10 con un flujo volumetrico de 400 litros por hora. La introduction en el deposito 10 se produce en una zona entre la primera pared lateral corta del deposito 10 y la segunda chapa deflectora 2, es decir, en una zona antes de la segunda chapa deflectora 2. Esto puede producirse desde arriba a traves del lado abierto del deposito 10 o tambien lateralmente abajo en el deposito 10. La segunda chapa deflectora 2 esta inclinada en este caso con un angulo p de por ejemplo, 80° hacia la pared lateral corta, de manera que debido a la reduction de la anchura de ranura entre la pared lateral y la segunda chapa deflectora, se produce un aumento de la velocidad de flujo de la mezcla de floculacion introducida en direction de la membrana de gasificacion 30 dispuesta en la base del deposito de gasificacion 10.
A traves de la unidad de gasificacion 30, la cual consiste en el presente caso en cuatro membranas de gasificacion individuales, se inyecta gas, particularmente aire, produciendose una configuration de microburbujas directamente en el agua introducida mezclada con agente floculante. Los aglomerados de floculos-burbujas de aire configurados de esta forma, se conducen a lo largo de la primera chapa deflectora 1 inclinada en la direccion de la superficie del liquido contenido en el deposito 10, y con ello a la zona de separacion S del deposito 10,
Las burbujas, las cuales escapan en el centro de la membrana de gas, tienen debido al caracter de banco de la nube de burbujas, una velocidad de ascenso menor que las exteriores. Cuanto mas alta se encuentre la membrana de gas en el agua, es decir, cuanto mayor es el volumen de la membrana de gas que se encuentra en el deposito 10, menor es la velocidad de ascenso como consecuencia del diametro de burbuja menor. En general, las burbujas escapan de forma relativamente uniforme a traves de la totalidad de la superficie de la membrana. Cuanto mayor es la presion de gas ajustada, mas y mayores y mas rapidas burbujas resultan. En el caso de una reduccion de la ranura de entrada a 1 cm, es decir, de la ranura de paso para la mezcla de floculacion entrante, la velocidad de entrada de la mezcla de floculacion en la zona de contacto K del deposito 10 se encuentra en la misma magnitud que la velocidad del ascenso de las burbujas, de manera que las burbujas no pueden ascender en la zona de la ranura de paso en el borde de piscina izquierdo.
Debido a la sedimentation de las microburbujas en los componentes organicos floculados, estas ascienden en direccion de la superficie del liquido que se encuentra en el deposito 10 y conforman en la superficie del agua una capa de materia solida, que se separa mecanicamente, por ejemplo, mediante el uso de instalaciones de barrido, como por ejemplo, rasquetas. Por debajo de esta capa de materia solida se encuentra el agua depurada en la zona de separacion S del deposito 10. El agua depurada previamente de esta forma se retira mediante el uso de una bomba E1 a traves de la unidad de filtration 40 sumergida y se encuentra a disposition como agua depurada para el posterior procesamiento, como por ejemplo, procesos de desalinizacion adicionales.
Para evitar un ensuciamiento en la superficie de la unidad de filtracion 40, puede conducirse a traves de tubos flexibles provistos de agujeros, aire directamente a la superficie de la unidad de filtracion 40, debido a lo cual se provoca una elimination mecanica de sedimentaciones sobre la superficie de la unidad de filtracion 40.
5 Lista de las referencias
1 Primera chapa deflectora
2 Segunda chapa deflectora
10 10 Deposito
20 Unidad de floculacion
21 Section del deposito 10 para la introduction de medios auxiliares de floculacion adicionales
15 30 Unidad de gasification
40 Unidad de filtracion
K Zona de contacto del deposito 10 20 S Zona de separation del deposito 10
a Angulo de inclination de la primera chapa deflectora 1
p Angulo de inclinacion de la segunda chapa deflectora 2

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo para la depuracion de agua salada, particularmente depuracion previa de agua de mar, que comprende
    - al menos un deposito (10) para el alojamiento de agua mezclada con al menos un agente floculante para la separacion de componentes organicos, y dado el caso biologicos, contenidos en el agua,
    - comprendiendo el al menos un deposito (10) al menos una zona de contacto K para el contacto del agua mezclada con el agente floculante con al menos un gas, particularmente aire, y al menos una zona de separacion S para la separacion de los componentes organicos floculados hechos ascender mediante el gas,
    - habiendo dispuesta en la al menos una zona de contacto K al menos una unidad de gasificacion (30) de una o varias membranas de gasificacion ceramicas con un tamano de poro medio de 2 |jm y
    en la al menos una zona de separacion S al menos una unidad de filtracion (40);
    caracterizado por que la unidad de gasificacion (30) esta conectada directamente a una conduction de gas comprimido o a una botella de gas, de manera que el al menos un gas puede inyectarse a traves de la al menos una unidad de gasificacion (30) sin usar un portador liquido directamente en el deposito (10).
  2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la al menos una unidad de filtracion (40) y la al menos una unidad de gasificacion (30) estan dispuestas desplazadas horizontalmente entre si.
  3. 3. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el deposito (10) es un deposito (10) abierto por una superficie superior opuesta a la superficie de base, de longitud a, de anchura b y de altura h con dos paredes laterales alargadas y dos cortas.
  4. 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una unidad de filtracion (40) esta dispuesta en el deposito (10) por debajo de la capa formada por los componentes organicos floculados hechos ascender, particularmente en la base del deposito (10), dentro de la zona de separacion S.
  5. 5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una unidad de filtracion (40) es una membrana de filtracion ceramica, particularmente una membrana de microfiltracion o membrana de ultrafiltracion ceramica.
  6. 6. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una unidad de filtracion (40) es un modulo de membrana con un tamano de poro medio de 20 a 500 nm, preferiblemente de 100 a 300 nm, de manera particularmente preferida de 200 nm.
  7. 7. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por al menos un medio para la ventilation de la al menos una unidad de filtracion (40).
  8. 8. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una unidad de gasificacion (30) se compone de 1 a 10, particularmente de 2 a 8, de manera particularmente preferida de 4 a 6 membranas de gasificacion.
  9. 9. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una unidad de gasificacion (30) se compone de membranas de gasificacion ceramicas dispuestas en paralelo y/o perpendicular unas sobre la otras.
  10. 10. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que entre la zona de contacto K y la zona de separacion S hay dispuesta al menos una primera chapa deflectora (1) para desviar los componentes organicos floculados, hechos ascender mediante el gas, desde la zona de contacto K a la zona de separacion S.
  11. 11. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que hay dispuesta al menos una segunda chapa deflectora (2) en el area de la zona de contacto K en las paredes laterales alargadas opuestas del deposito (10).
  12. 12. Dispositivo segun la reivindicacion 11, caracterizado por que la primera chapa deflectora (1) y la segunda chapa deflectora (2) estan dispuestas desplazadas entre si y opuestas, de manera que puede provocarse una corriente en forma de meandro a traves de las chapas deflectoras (1,2).
  13. 13. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por al menos una unidad de floculacion (20) conectada por delante del deposito (10), para el alojamiento del agua a depurar y de al menos un agente floculante para la floculacion de los componentes organicos contenidos en el agua.
  14. 14. Procedimiento para la depuracion de agua salada, particularmente para la depuracion previa de agua de mar, mediante la utilization de un dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, que comprende los pasos de:
    - introduccion de agua mezclada con al menos un agente floculante en al menos un deposito (10);
    - puesta en contacto del agua mezclada con al menos un agente floculante con al menos un gas introducido mediante al menos una unidad de gasificacion (3) en un deposito (10), en particular aire, para la formacion de un aglomerado de floculos-burbujas de gas, particularmente de un aglomerado de floculos-microburbujas de gas,
    5 - separacion del aglomerado de floculos-burbujas de gas que ha ascendido a la superficie del agua que se
    encuentra en el deposito (10),
    - evacuacion del agua liberada del aglomerado de floculos-burbujas de gas a traves de al menos una unidad de filtracion (40) dispuesta en el deposito (10) y
    - suministro del agua evacuada a traves de la unidad de filtracion (40) a pasos de tratamiento adicionales.
    10
  15. 15. Procedimiento segun la reivindicacion 14, caracterizado por que el suministro del al menos un agente floculante al agua a depurar, para la floculacion de componentes organicos contenidos en el agua, se produce en al menos una unidad de floculacion (20) conectada por delante del deposito (10).
ES13722305.3T 2012-05-09 2013-04-18 Dispositivo y procedimiento para la depuración de agua por flotación Active ES2599820T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012207731 2012-05-09
DE201210207731 DE102012207731A1 (de) 2012-05-09 2012-05-09 Vorrichtung und Verfahren zur Vorreinigung von Wasser,insbesondere Meerwasser
PCT/EP2013/058079 WO2013167358A1 (de) 2012-05-09 2013-04-18 Vorrichtung und verfahren zur wasserreinigung mit flotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2599820T3 true ES2599820T3 (es) 2017-02-03

Family

ID=48430669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13722305.3T Active ES2599820T3 (es) 2012-05-09 2013-04-18 Dispositivo y procedimiento para la depuración de agua por flotación

Country Status (15)

Country Link
US (1) US10029925B2 (es)
EP (1) EP2867174B1 (es)
AU (1) AU2013258354B2 (es)
BR (1) BR112014027304B1 (es)
CA (1) CA2871966C (es)
DE (1) DE102012207731A1 (es)
DK (1) DK2867174T3 (es)
ES (1) ES2599820T3 (es)
IN (1) IN2014MN02465A (es)
MX (1) MX358898B (es)
NO (1) NO346436B1 (es)
PL (1) PL2867174T3 (es)
PT (1) PT2867174T (es)
RU (1) RU2630541C2 (es)
WO (1) WO2013167358A1 (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3209411B1 (en) 2014-10-22 2022-05-18 Koch Separation Solutions, Inc. Membrane module system with bundle enclosures and pulsed aeration
DE102015208694A1 (de) 2015-05-11 2016-11-17 Akvolution Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Gasblasen in einer Flüssigkeit
USD779631S1 (en) 2015-08-10 2017-02-21 Koch Membrane Systems, Inc. Gasification device
TWI606884B (zh) * 2016-01-29 2017-12-01 慶鴻機電工業股份有限公司 金屬加工機之回收液處理設備及其方法
CN106673136A (zh) * 2016-12-21 2017-05-17 安徽金川活动坝科技有限公司 基于平板陶瓷膜的双膜法废水装置
PL238499B1 (pl) 2017-12-31 2021-08-30 King Abdulaziz City Sci & Tech Układ oczyszczania wody i sposób czyszczenia membran filtracyjnych
DE102018101895B3 (de) 2018-01-29 2019-02-07 Akvola Technologies GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Gasblasen in einer Flüssigkeit
DE102018128600B4 (de) * 2018-11-14 2023-10-05 Dawid Marek Slomski Filtervorrichtung und Reinigungsanlage
IT201900018404A1 (it) * 2019-10-10 2021-04-10 De Nora Water Tech Italy S R L Wastewater treatment apparatus
US11939233B2 (en) 2021-12-10 2024-03-26 Saudi Arabian Oil Company Oil-water separation system using hydrophobic/hydrophilic materials for capacity increase and improving produced water quality
DE102023102053A1 (de) * 2023-01-27 2024-08-01 GWT - German Water Treatment GmbH Flotationsfilter mit calciumhaltigem Filterbett

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE302103B (es) * 1964-12-05 1968-07-01 Purac Ab
FI83864C (fi) * 1987-03-25 1991-09-10 Oiva Suutarinen Foerfarande foer renande av en vaetska fraon fasta och upploesta foeroreningar med ett flotationsklarning-flockningsfoerfarande.
FI86293C (fi) * 1989-04-28 1992-08-10 Oiva Suutarinen Foerfarande foer rening av en vaetska fraon fasta och upploesta foeroreningar medelst ett flotationsfiltreringsfoerfarande.
SE503894C2 (sv) * 1995-01-19 1996-09-30 Norrtaelje Kommun Anordning för distribution och dispersion av luftmättat vatten
JPH10109091A (ja) * 1996-10-04 1998-04-28 Chlorine Eng Corp Ltd 水の処理方法
DE19647512A1 (de) * 1996-11-16 1998-05-20 Damann Franz Josef Mobile Klärvorrichtung
SE9700100L (sv) 1997-01-15 1998-07-16 Vbb Viak Ab Förfarande och anordning för avhärdning av vätska
DE10118940A1 (de) 2001-04-18 2002-10-24 Georgi Joachim Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von feststoff- und mikroorganismenfreiem Trink- und Brauchwasser aus Frisch- oder Abwasser
US20040217058A1 (en) * 2002-12-19 2004-11-04 Jason Cadera Integrated dissolved air flotation and immersed membrane filtration apparatus and method for using same
FR2890651B1 (fr) * 2005-09-09 2007-11-09 Degremont Sa Appareil de clarification des eaux et procede de mise en oeuvre.
FR2891540B1 (fr) * 2005-09-30 2007-12-28 Otv Sa Procede de traitement d'eaux comprenant une etape de decantation rapide suivie d'une etape de filtration directement sur membranes de micro ou d'ultra-filtration, et dispositif correspondant.
CA2527525A1 (en) 2005-11-17 2007-05-17 Hydroxyl Systems Inc. Wastewater treatment system for a marine vessel
KR100759834B1 (ko) 2006-07-26 2007-10-04 한국과학기술연구원 미세기포 발생용 실리카 또는 알루미나 세라믹 멤브레인산기관, 그의 제조방법 및 제조장치
DE102007007894A1 (de) * 2007-02-14 2008-08-21 Technische Universität Berlin Verfahren zur Wiederherstellung optimaler Durchströmungseigenschaften von Membranfiltern
AT505282B1 (de) 2007-10-03 2008-12-15 Va Tech Wabag Gmbh Verfahren und vorrichtung zur verminderung von biofouling an membranen druckgetriebener membrantrennverfahren
BRPI0819580A2 (pt) * 2007-12-19 2015-05-05 Saudi Arabian Oil Co Sistema de reator de membrana biológica de tratamento de água residual industrial, processo para purificar uma corrente de água residual industrial que contém compostos biologicamente refratários e/ou bio-inibidores e processo para tratar uma corrente de água residual industrial processada por um reator de membrana biológica
BRPI0802065A2 (pt) * 2008-05-09 2010-01-12 Dt Engenharia De Empreendimentos Ltda sistema modular de fluxo variável e contìnuo para tratamento de cursos d'água
BRPI0903291A2 (pt) 2009-09-02 2011-05-10 Evonik Degussa Brasil Ltda processo para purificaÇço de Água em fluxo em um rio ou canal
ES2618911T3 (es) * 2011-03-25 2017-06-22 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Aparato de pretratamiento de tipo flotación por aire disuelto
FR2995603B1 (fr) * 2012-09-19 2014-09-26 Veolia Water Solutions & Tech Procede de traitement d’eau comprenant une flottation combinee a une filtration gravitaire et installation correspondante

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014027304B1 (pt) 2020-12-15
BR112014027304A2 (pt) 2017-06-27
MX358898B (es) 2018-09-07
NO20141184A1 (no) 2015-01-26
PT2867174T (pt) 2016-12-15
WO2013167358A1 (de) 2013-11-14
IN2014MN02465A (es) 2015-07-10
NO346436B1 (no) 2022-08-15
MX2014013400A (es) 2015-02-04
PL2867174T3 (pl) 2017-02-28
CA2871966A1 (en) 2013-11-14
EP2867174B1 (de) 2016-09-07
DK2867174T3 (da) 2017-01-02
EP2867174A1 (de) 2015-05-06
US20150114910A1 (en) 2015-04-30
CA2871966C (en) 2022-12-13
AU2013258354A1 (en) 2014-10-09
US10029925B2 (en) 2018-07-24
DE102012207731A1 (de) 2013-11-14
RU2014143696A (ru) 2016-07-10
AU2013258354B2 (en) 2017-04-13
RU2630541C2 (ru) 2017-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2599820T3 (es) Dispositivo y procedimiento para la depuración de agua por flotación
Ibraheem et al. Forward osmosis membrane: review of fabrication, modification, challenges and potential
Castro-Muñoz et al. Membrane-based harvesting processes for microalgae and their valuable-related molecules: A review
Blandin et al. Efficiently combining water reuse and desalination through forward osmosis—reverse osmosis (FO-RO) hybrids: a critical review
CN104056551B (zh) 渗透分离系统和方法
JP5033130B2 (ja) 浄水装置および実施方法
ES2729808T3 (es) Dispositivo de tratamiento de líquido
ES2987772T3 (es) Dispositivo y procedimiento para el tratamiento del agua por purificar, a saber, agua dulce, agua salada o agua salobre, en particular para la desalinización del agua por purificar
CN105110538B (zh) 一种脱硫废水零排放工艺
ES2762929T3 (es) Dispositivo y procedimiento para generar burbujas de gas en un líquido
SA114350617B1 (ar) عمليات فصل بالتناضح الأمامي
CN105540939B (zh) 一种去除废水中钙、镁、氟和硅元素的装置及方法
US11083998B2 (en) Compact high-throughput device for water treatment
CN102515403A (zh) 一种去除蓝藻水华的方法及装置
CN204999704U (zh) 湖泊水质智能净化终端
CN102139169B (zh) 沉淀装置、方法及含有该沉淀装置的系统
CN207192942U (zh) 一种热法海淡浓盐水处理装置
JP6779475B2 (ja) アオコ濃縮回収装置
JP5435545B2 (ja) 脱塩処理方法
CN205653272U (zh) 一种水处理装置
CN204661392U (zh) 处理湖泊水的正渗透膜生物反应器
Palit APPLICATION OF NANOTECHNOLOGY, NANOFILTRATION AND THE FUTURE VISION OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING SCIENCE A CRITICAL OVERVIEW.
KR101820602B1 (ko) 이동식 수처리 막여과 장치 및 이를 사용한 수처리 방법
Jabeen et al. Studies on Polymeric Ceramic Composite Membranes for Water Treatment
ES2691307B2 (es) Procedimiento, inyector y sistema de remediacion de sedimentos marinos anoxicos