ES2537376T3 - Sistema de inyección de una suspensión de CaCO3 micronizada para la remineralización del agua desalinizada y dulce - Google Patents
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Abstract
Proceso para la remineralización de agua que comprende los pasos de: a) obtener agua de alimentación con una concentración de dióxido de carbono en un rango de 20 a 60 mg/l, b) suministrar una suspensión acuosa que comprende carbonato de calcio micronizado, en la que el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula de 0,1 a 5 mm y un contenido de insoluble de HCl de 0,02 al 0,6 % en peso, sobre la base del peso total del carbonato de calcio, y c) combinar el agua de alimentación del paso a) y la suspensión acuosa del paso b) para obtener agua remineralizada, en la que la concentración del carbonato de calcio en la suspensión es del 2 al 40 % en peso, sobre la base del peso total de la suspensión.
Description
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E11175012
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de calcio y (c) combinar el agua de alimentación del paso (a) y la suspensión acuosa del paso (b) para obtener agua remineralizada, en la que la concentración del carbonato de calcio en la suspensión es del 2 al 40 % en peso, sobre la base del peso total de la suspensión.
El agua de alimentación para usar en el proceso de la presente invención puede proceder de diversas fuentes. El agua de alimentación tratada preferentemente por el proceso de la presente invención es agua de mar, agua salobre
o salmuera desalinizada, agua residual tratada o agua natural tal como agua subterránea, agua superficial o agua de lluvia y, más preferentemente agua de mar, agua salobre o salmuera desalinizada, agua residual tratada o agua subterránea.
De acuerdo con una forma de realización de la presente invención, el agua de alimentación puede ser pretratada. Un pretratamiento puede ser necesario, por ejemplo, en caso de obtenerse el agua de alimentación de agua superficial, agua subterránea o agua de lluvia. Por ejemplo, para obtener las especificaciones para agua potable, el agua debe ser tratada mediante el uso de técnicas químicas o físicas para eliminar contaminantes tales como sustancias orgánicas y minerales nocivos. Por ejemplo, se puede utilizar la ozonización como primer paso de pretratamiento, seguido por coagulación, floculación o decantación como segundo paso de tratamiento. Por ejemplo, se pueden utilizar sales de hierro (III) tales como FeClSO4 o FeCl3, o sales de aluminio tales como AlCl3, Al2(SO4)3 o polialuminio como agentes de floculación. Los materiales floculados pueden ser eliminados del agua de alimentación, por ejemplo, por medio de filtros de arena o filtros multiestratificados. Otros procesos de purificación de agua que se pueden utilizar para pretratar el agua de alimentación han sido descritos, por ejemplo, en EP 1 975 310, EP 1 982759, EP 1974807oEP 1 974 806.
De acuerdo con otra realización ilustrativa de la presente invención, en primer lugar se extrae con bombas agua de mar o agua salobre del mar a través de tomas oceánicas abiertas o tomas subsuperficiales tales como pozos y luego se la somete a pretratamientos físicos tales como cribas, sedimentación o un proceso de retirada de arena. Dependiendo de la calidad necesaria del agua, pueden ser necesarios pasos adicionales de tratamiento tales como coagulación y floculación para reducir la obstrucción potencial de las membranas. El agua de mar o agua salobre pretratada puede ser destilada a continuación, por ejemplo, empleando destilación instantánea en múltiples etapas, destilación de efectos múltiples o filtración con membrana tal como ultrafiltración u ósmosis inversa, para eliminar el resto de las partículas y sustancias disueltas.
Se induce la remineralización del agua de alimentación combinando el agua de alimentación que tiene una concentración de dióxido de carbono de 20 a 60 mg/l con la suspensión acuosa que comprende el carbonato de calcio micronizado. La combinación del agua de alimentación y la suspensión acuosa se puede obtener por métodos comunes conocidos por la persona con capacitación en la técnica y, por ejemplo, inyectando la suspensión acuosa que contiene el carbonato de calcio micronizado en el agua de alimentación.
El carbonato de calcio micronizado tiene un tamaño de partícula en el rango micrométrico. De acuerdo con la presente invención, el calcio micronizado tiene un tamaño de partícula de 0,1 a 5 µm.
Los ejemplos de carbonatos de calcio adecuados son carbonato de calcio molido, carbonato de calcio modificado o carbonato de calcio precipitado, o una mezcla de estos. Un carbonato de calcio molido (GCC) puede contener, por ejemplo, uno o más de mármol, piedra caliza, creta y/o dolomita. Un carbonato de calcio precipitado (PCC) puede consistir, por ejemplo, en una o más formas mineralógicas de cristales aragoníticas, vateríticas y/o calcíticas. La aragonita se presenta comúnmente en forma aciculada, en tanto que la vaterita pertenece al sistema de cristales hexagonales. La calcita puede formar formas escalenoédricas, prismáticas, esféricas y romboédricas. Un carbonato de calcio modificado puede presentar un carbonato de calcio natural molido o precipitado con modificación superficial y/o de la estructura interna, por ejemplo, se puede tratar o revestir el carbonato de calcio con un agente de tratamiento superficial hidrofobizante tal como, por ejemplo un ácido carboxílico alifático o un siloxano. Se puede tratar o revestir el carbonato de calcio para tornarlo catiónico o aniónico, por ejemplo con un poliacrilato o polidadmac.
De acuerdo con una forma de realización de la presente invención, el carbonato de calcio micronizado es un carbonato de calcio molido (GCC). De acuerdo con una realización preferida, el carbonato de calcio micronizado es un carbonato de calcio molido.
De acuerdo con la presente invención, el carbonato de calcio micronizado comprende un contenido insoluble en HCl de 0,02 a 0,6 % en peso sobre la base del peso total del carbonato de calcio micronizado. El contenido insoluble en HCl del carbonato de calcio micronizado no es superior a 0,6 % en peso sobre la base del peso total del carbonato de calcio micronizado. El contenido insoluble en HCl puede consistir, por ejemplo, en minerales tales como cuarzo, silicato o mica.
Además del carbonato de calcio micronizado, la suspensión puede comprender otros minerales micronizados. De acuerdo con una forma de realización, la suspensión puede comprender carbonato de magnesio micronizado,
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carbonato de calcio micronizado. Se agregó una dosis apropiada de las suspensiones de CaCO3 para obtener la calidad del agua pretendida. El agua estabilizada final debe alcanzar los siguientes requisitos de calidad:
- Parámetro
- Valor
- pH
- 6,5 a 8,5
- Alcalinidad, mg/l en forma de CaCO3
- 40 a 80
- Calcio, mg/l
- 10 a 50
- LSI
- -0,5 a 0,0
- Turbiedad, NTU
- < 0,2
- MFI
- < 2,0
Después de agregar la suspensión de CaCO3, se dejó mezclar las muestras por espacio de 4 horas y se recogieron
5 muestras a los 10, 20, 30, 60, 120 y 240 minutos. Se midió la turbiedad, pH, alcalinidad total y dureza por calcio en las ocasiones individuales de muestreo. Se determinó el tiempo de equilibrado como tiempo en que se estabilizó la turbiedad. Una vez alcanzado el tiempo de equilibrado, se calculó el LSI y se midió el MFI.
La tabla 2 expone los diferentes resultados obtenidos con respecto a la remineralización de dos aguas RO diferentes después de la adición de aproximadamente 50 mg/l en forma de CaCO3 usando suspensiones CaCO3 al 3,5 % en
10 peso, sobre la base del peso del carbonato de calcio micronizado.
Tabla 2
- Suspensiones de CaCO3
- Abast. de agua RO Tiempo de Equilibrado (min) pH Alcalinidad (mg/l CaCO3) Turbiedad (NTU) LSI (unidades) MFI (unidades)
- Muestra J* (mármol, d50 = 2,0 µm)
- Planta 1 120 7,6 49 1,3 -1,2 1,6
- Muestra F* (piedra caliza, d50 = 3,5 µm)
- Planta 1 120 7,5 49 0,7 -0,88 1,9
- Muestra J* (mármol, d50 = 2,0 µm)
- Planta 2 120 7,8 41 1,3 -0,88 1,3
- Muestra F* (piedra caliza, d50 = 3,5 µm)
- Planta 2 120 7,8 43 1,7 -1,02 1,7
- Muestra K (piedra caliza, d50 = 3,0 µm)
- Planta 2 120 7,9 44 0,5 -1,61 0,1
- Muestra E (mármol, d50 = 3,5 µm)
- Planta 2 120 7,9 43 0,9 -1,8 0,62
- Muestra D* (mármol, d50 = 5,5 µm)
- Planta 2 120 7,9 41 1,2 -1,7 0,5
- Muestra A* (mármol, d50 = 2,8µ m)
- Planta 2 120 8,0 48 1,4 -1,85 1,9
- * ejemplos de referencia que no son parte de la invención
Como se puede deducir de la Tabla 2, el uso de productos de carbonato de calcio micronizado para la remineralización del agua RO reunió los requisitos de calidad del agua en cuanto a pH, alcalinidad total, dureza por
15 calcio y MFI en todas las pruebas realizadas. Los productos de carbonato de calcio micronizado presentaron un nivel de turbiedad de entre 0,5 y 1,7 NTU y valores de LSI de entre -1,85 y -0,88. Basándose en las mediciones de turbiedad con respecto al tiempo, el tiempo de equilibrado necesario para la disolución de los productos de carbonato de calcio fue de aproximadamente 120 minutos.
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