ES2692244A1 - Batch procedure for continuous treatment of liquid effluents by electrochemical techniques for their purification (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Sector de la técnica Technical sector
La presente invención trata de un procedimiento por lotes para tratamiento en continuo de efluentes líquidos por técnicas electroquímicas para su depuración, y opcional reutilización. El procedimiento se realiza en una instalación que consta de diferentes depósitos que se llenan secuencialmente de acuerdo a las necesidades del proceso. Asimismo, la instalación está equipada con diferentes instrumentos/sensores para asegurar que las características y condiciones del efluente cumplen unos parámetros específicos para el tratamiento. The present invention deals with a batch procedure for continuous treatment of liquid effluents by electrochemical techniques for purification, and optional reuse. The procedure is performed in an installation that consists of different tanks that are filled sequentially according to the needs of the process. Also, the installation is equipped with different instruments / sensors to ensure that the characteristics and conditions of the effluent meet specific parameters for the treatment.
Estado de la técnica anterior Prior art
Por la patente ES-B1-2238933, del mismo titular que la presente solicitud, ya se describe un proceso de tratamiento y reutilización de efluentes textiles mediante la decoloración por técnicas electroquímicas, la posterior irradiación opcional con luz ultravioleta y la reutilización del agua decolorada y del electrolito y otros auxiliares que ésta contiene en nuevos procesos de tintura. Este procedimiento, sin embargo, proporciona una intensidad baja de las tinturas, ya que debe añadirse del orden de un 20-50% de colorante adicional para obtener una intensidad similar a las tinturas con agua de red. Esto es debido a que el agua a reutilizar contiene determinados compuestos que deberían eliminarse antes de empezar un nuevo proceso. By the ES-B1-2238933 patent, of the same holder as the present application, a process of treatment and reuse of textile effluents is already described by decolorization by electrochemical techniques, the subsequent optional irradiation with ultraviolet light and the reuse of discolored water and of the electrolyte and other auxiliaries that it contains in new dyeing processes. This procedure, however, provides a low intensity of the dyes, since it should be added in the order of an additional 20-50% dye to obtain an intensity similar to the dyes with net water. This is because the water to be reused contains certain compounds that should be removed before starting a new process.
Por la patente ES-B1-2395318, también del mismo titular que la presente invención, se describe un procedimiento de tratamiento y reutilización de efluentes textiles por técnicas electroquímicas, en donde el baño residual de tintura se recoge en una celda electroquímica y se realiza el tratamiento del baño residual en la celda electroquímica combinado con irradiación con luz ultravioleta, reutilizándose el agua decolorada y el electrolito que ésta contiene en un nuevo proceso de tintura. Antes de la recogida del efluente en la celda electroquímica o después del tratamiento en la misma se realiza un ajuste a pH menor que 5, mediante adición de HCl o H2SO4 en función del electrolito de tintura. Asimismo, una vez que el efluente ha sido tratado, después del ajuste del pH, se realiza una etapa intermedia de reconstitución del baño de tintura para su reutilización posterior en un nuevo proceso de tintura. Este procedimiento es Patent ES-B1-2395318, also of the same holder as the present invention, describes a process for treating and reusing textile effluents by electrochemical techniques, wherein the residual dye bath is collected in an electrochemical cell and the treatment of the residual bath in the electrochemical cell combined with irradiation with ultraviolet light, reusing the discolored water and the electrolyte that it contains in a new dyeing process. Prior to the collection of the effluent in the electrochemical cell or after the treatment therein, an adjustment is made to pH less than 5, by adding HCl or H2SO4 depending on the dye electrolyte. Also, once the effluent has been treated, after the pH adjustment, an intermediate stage of reconstitution of the dye bath is carried out for later reuse in a new dyeing process. This procedure is
más efectivo que el descrito en la patente ES-B1-2238933 ya que al reutilizar el efluente no se requiere mayor cantidad de colorante que al teñir con agua de red. Sin embargo, no resulta eficiente porque se alarga mucho más el proceso de tratamiento y reconstitución del efluente. También se ha comprobado recientemente que no es aconsejable ajustar el pH a 5 antes del tratamiento electroquímico porque se acorta notablemente la vida útil de los electrodos y del resto de los componentes del equipo. more effective than the one described in patent ES-B1-2238933 since reusing the effluent does not require a greater amount of dye than when dyeing with mains water. However, it is not efficient because the effluent treatment and reconstitution process is much longer. It has also recently been found that it is not advisable to adjust the pH to 5 before electrochemical treatment because the life of the electrodes and the rest of the equipment components is significantly shortened.
Por la solicitud de patente US-A1-2015166383 se conoce un procedimiento y una planta de aguas residuales industriales y/o de tratamiento de agua potable por medio de métodos electroquímicos y procesos de oxidación avanzada. La fase de preparación de la sedimentación gravitacional es seguida por un tratamiento principal que consta de electrocoagulación, electrooxidación y electroflotación a través de la acción de conjuntos de electrodos metálicos en paralelo con la desinfección/oxidación con ozono, irradiación UV y el tratamiento de ultrasonidos, así como recirculación en el campo electromagnético. La siguiente fase es la separación de los sedimentos del agua limpia que se descarga a través de arena y filtros de carbón activo con el propósito de eliminar los flóculos flotantes en el tanque de recolección. Si es necesario, el agua está sujeta a la oxidación con la acción simultánea de la irradiación ultravioleta (UV) y ozono a efectos de destrucción final de la materia y amoniaco orgánico, y posibles residuos de la contaminación microbiológica. From the patent application US-A1-2015166383 a process and an industrial wastewater and / or drinking water treatment plant is known by means of electrochemical methods and advanced oxidation processes. The gravitational sedimentation preparation phase is followed by a main treatment consisting of electrocoagulation, electrooxidation and electroflotation through the action of metal electrode assemblies in parallel with ozone disinfection / oxidation, UV irradiation and ultrasonic treatment, as well as recirculation in the electromagnetic field. The next phase is the separation of the sediments from the clean water that is discharged through sand and activated carbon filters in order to eliminate the floating flocs in the collection tank. If necessary, water is subject to oxidation with the simultaneous action of ultraviolet (UV) and ozone irradiation for the purpose of final destruction of organic matter and ammonia, and possible residues of microbiological contamination.
Existe, por tanto, la necesidad de ofrecer un nuevo procedimiento más eficiente y efectivo para tratamiento de efluentes por técnicas electroquímicas para su depuración, y opcional reutilización, que permita el tratamiento en continuo del procedimiento. There is, therefore, the need to offer a new, more efficient and effective procedure for effluent treatment by electrochemical techniques for purification, and optional reuse, which allows continuous treatment of the procedure.
Explicación de la invención Explanation of the invention.
Para ese fin, ejemplos de realización de la presente invención proporcionan un procedimiento por lotes para tratamiento en continuo de efluentes por técnicas electroquímicas para su depuración, y opcional reutilización, que comprende realizar un proceso de decoloración y/u oxidación de un efluente procedente de un conducto de suministro de un proceso industrial utilizando técnicas electroquímicas, siendo sometido el citado efluente a un proceso de pre-tratamiento mediante filtrado y realizando ulteriormente a dicho proceso de pre-tratamiento las siguientes etapas: To that end, embodiments of the present invention provide a batch process for continuous treatment of effluents by electrochemical techniques for purification, and optional reuse, which comprises performing a process of decolorization and / or oxidation of an effluent from a supply duct of an industrial process using electrochemical techniques, said effluent being subjected to a pretreatment process by filtering and subsequently performing said pretreatment process the following steps:
a) analizar unas propiedades de dicho efluente pre-tratado mediante unos sensores tales como un sensor de pH, un sensor de temperatura, un sensor de conductividad eléctrica y opcionalmente un medidor de caudal; a) analyze properties of said pre-treated effluent by means of sensors such as a pH sensor, a temperature sensor, an electrical conductivity sensor and optionally a flowmeter;
b) hacer circular el efluente por al menos una celda electroquímica que dispone de una sonda de temperatura y que aporta al efluente, por oxidación de los iones o moléculas presentes en el mismo, una cantidad de especies oxidantes, tales como cloro/hipoclorito, por unidad de volumen iniciando de esta forma la oxidación y/o decoloración del efluente; b) circulate the effluent through at least one electrochemical cell that has a temperature probe and that contributes to the effluent, by oxidation of the ions or molecules present in it, a number of oxidizing species, such as chlorine / hypochlorite, by volume unit thus initiating oxidation and / or discoloration of the effluent;
c) rellenar, secuencialmente, al menos dos depósitos auxiliares con el efluente procedente de la celda electroquímica, que es al menos una, para proseguir la reacción de oxidación y/o decoloración con las especies oxidantes generadas en la celda electroquímica; c) sequentially filling at least two auxiliary tanks with the effluent from the electrochemical cell, which is at least one, to continue the oxidation and / or discoloration reaction with the oxidizing species generated in the electrochemical cell;
d) tras un período de tiempo del efluente en los dos depósitos auxiliares, realizar, mediante un sensor de eliminación que comprende un sensor de color o un sensor de materia orgánica, una medida del grado de decoloración u oxidación del efluente de un depósito auxiliar de dichos dos depósitos auxiliares, y si el grado de decoloración u oxidación obtenido no es mayor o igual a un umbral, iniciar una recirculación del efluente de dicho depósito auxiliar hacia la celda electroquímica para generar nuevas especies oxidantes y retornar el efluente tratado a dicho depósito auxiliar hasta su llenado para continuar el proceso de oxidación y/o decoloración; d) after a period of time of the effluent in the two auxiliary tanks, perform, by means of a disposal sensor comprising a color sensor or an organic matter sensor, a measure of the degree of discoloration or oxidation of the effluent from an auxiliary tank of said two auxiliary tanks, and if the degree of discoloration or oxidation obtained is not greater than or equal to a threshold, initiate a recirculation of the effluent from said auxiliary tank to the electrochemical cell to generate new oxidizing species and return the treated effluent to said auxiliary tank until filling to continue the oxidation and / or discoloration process;
e) una vez el citado depósito auxiliar ha sido rellenado, realizar la etapa d) para el otro depósito auxiliar de dichos dos depósitos auxiliares; y e) once said auxiliary deposit has been filled, perform step d) for the other auxiliary deposit of said two auxiliary deposits; Y
f) una vez que uno de los dos depósitos auxiliares ha alcanzado el grado de decoloración u oxidación fijado, tras una o varias secuencias de recirculación, descargar (es decir, bombear fuera de la máquina para ser desechado, acumulado en un depósito exterior o usado en otras aplicaciones) el efluente del depósito auxiliar que haya alcanzado el grado de decoloración u oxidación fijado o iniciar una reconstitución del efluente para su reutilización en un proceso industrial. f) once one of the two auxiliary tanks has reached the degree of discoloration or oxidation set, after one or several recirculation sequences, discharge (i.e. pump out of the machine to be discarded, accumulated in an external or used tank in other applications) the effluent from the auxiliary reservoir that has reached the degree of fixed discoloration or oxidation or initiate a reconstitution of the effluent for reuse in an industrial process.
Dependiendo del volumen del efluente a tratar puede que sea necesario utilizar más de dos depósitos auxiliares. En tal caso, las etapas c) a f) anteriormente descritas también se realizarían para estos depósitos adicionales utilizados. Depending on the volume of the effluent to be treated, it may be necessary to use more than two auxiliary tanks. In this case, steps c) to f) described above would also be made for these additional deposits used.
Preferiblemente, dentro de cada uno de los depósitos auxiliares se realiza además una agitación, por ejemplo mediante unas palas giratorias o mediante aire, entre otros, del efluente. Preferiblemente, los depósitos auxiliares estarán equipados con fuentes de luz ultravioleta (UV) para mejorar el rendimiento del proceso. Preferably, stirring is carried out within each of the auxiliary tanks, for example by means of rotating blades or by air, among others, of the effluent. Preferably, the auxiliary tanks will be equipped with ultraviolet (UV) light sources to improve process performance.
Asimismo, preferiblemente, antes de la etapa b), se realiza una etapa de comprobación de los resultados del análisis de la etapa a) y si en función de los mismos el efluente no cumple unos criterios para su decoloración y/u oxidación por un Likewise, preferably, before stage b), a stage of checking the results of the analysis of stage a) is carried out and if, depending on them, the effluent does not meet criteria for discoloration and / or oxidation by
proceso electroquímico, se desecha el efluente a través de una sección de derivación del conducto de suministro hacia un desagüe. electrochemical process, the effluent is discarded through a branch section of the supply duct to a drain.
En un ejemplo de realización, el proceso de reconstitución del efluente se realiza únicamente en el depósito auxiliar de los depósitos auxiliares que se ha rellenado en primer lugar en la citada etapa c). En este caso, una vez que el depósito auxiliar que se ha rellenado en segundo lugar (tomando el ejemplo de realización en el que solamente se utilizan dos depósitos auxiliares) ha alcanzado el grado de decoloración y/u oxidación fijado, tras una o varias secuencias de recirculación, bien puede descargar su efluente o bien puede enviarlo al depósito auxiliar que se ha rellenado en primer lugar para su reconstitución. In an exemplary embodiment, the process of reconstitution of the effluent is carried out only in the auxiliary tank of the auxiliary tanks that has been filled first in said step c). In this case, once the auxiliary tank that has been filled in second (taking the example of embodiment in which only two auxiliary tanks are used) has reached the degree of discoloration and / or oxidation set, after one or more sequences of recirculation, you can either discharge its effluent or send it to the auxiliary tank that has been filled first for reconstitution.
Según la invención, para la reconstitución del efluente para su reutilización en la tintura textil, se añade i) en primer lugar un ácido al efluente del depósito auxiliar que ha alcanzado en primer lugar el grado de decoloración fijado (supóngase que es el depósito auxiliar que fue rellenado en primer lugar), con agitación, hasta que el efluente de dicho depósito auxiliar alcanza un primer nivel de pH determinado, inferior a 5, preferiblemente pH=3. Seguidamente, ii), se añade una sustancia con propiedades alcalinas (o álcali) al depósito auxiliar hasta que el efluente alcanza un segundo nivel de pH determinado, preferiblemente pH=7. A continuación, iii) se irradia el efluente con luz ultravioleta (UV) instalada en el depósito auxiliar para degradar las especies oxidantes que no han reaccionado. Luego, se determina iv) mediante un sensor las sustancias oxidantes del efluente del depósito auxiliar y se añade un agente reductor al depósito auxiliar hasta eliminar todas las especies oxidantes residuales del efluente. Finalmente v) se conduce al efluente, reconstituido, hasta un depósito de salida del conducto de suministro del proceso industrial para su reutilización. According to the invention, for the reconstitution of the effluent for reuse in textile dyeing, i) firstly an acid is added to the effluent of the auxiliary reservoir that has first reached the fixed degree of discoloration (suppose it is the auxiliary reservoir that it was filled first), with stirring, until the effluent from said auxiliary tank reaches a first determined pH level, lower than 5, preferably pH = 3. Then, ii), a substance with alkaline (or alkali) properties is added to the auxiliary reservoir until the effluent reaches a second level of determined pH, preferably pH = 7. Next, iii) the effluent is irradiated with ultraviolet (UV) light installed in the auxiliary reservoir to degrade oxidizing species that have not reacted. Then, iv) the oxidant substances of the auxiliary tank effluent are determined by a sensor and a reducing agent is added to the auxiliary tank until all residual oxidant species are removed from the effluent. Finally v) the reconstituted effluent is conducted to an outlet tank of the industrial process supply duct for reuse.
Opcionalmente, según los requisitos para la aplicación del efluente reconstituido, por ejemplo en ciertos procesos de tintura textil, dependiendo del proceso de tintura a realizar, en el citado depósito de salida se añadirá una cantidad de cloruro sódico u otra, para lo cual, el depósito de salida dispone de unos sensores de iones cloruros y/o de conductividad. Optionally, according to the requirements for the application of the reconstituted effluent, for example in certain textile dyeing processes, depending on the dyeing process to be carried out, in the said outlet tank an amount of sodium chloride or another will be added, for which, the Outlet tank has chloride ion and / or conductivity sensors.
En un ejemplo de realización, se realiza también una etapa de inversión de la polaridad y, en caso necesario, una limpieza química con ácido de unos electrodos de la celda electroquímica, que es al menos una. In an exemplary embodiment, a polarity reversal step is also performed and, if necessary, a chemical acid cleaning of electrodes of the electrochemical cell, which is at least one.
Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings
Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que: The foregoing and other advantages and features will be more fully understood from the following detailed description of some embodiments with reference to the attached drawings, which should be taken by way of illustration and not limitation, in which:
La Fig. 1 muestra un ejemplo de realización preferido de la instalación o planta de tratamiento para aplicación de un procedimiento por lotes para tratamiento en continuo de efluentes por técnicas electroquímicas para su depuración y opcional reutilización. Fig. 1 shows a preferred embodiment of the installation or treatment plant for application of a batch procedure for continuous treatment of effluents by electrochemical techniques for purification and optional reuse.
La Fig. 2, en sus dos vistas 2a y 2b, es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente el citado procedimiento aplicado en la instalación de la Fig. 1. Fig. 2, in its two views 2a and 2b, is a flow chart that schematically illustrates the said procedure applied in the installation of Fig. 1.
Las Figs. 3 a 6 muestran los diferentes procesos seguidos por el efluente en la instalación de la Fig. 1 para su tratamiento. Figs. 3 to 6 show the different processes followed by the effluent in the installation of Fig. 1 for treatment.
La Fig. 7 muestra el proceso seguido por el efluente para mantener las propiedades de los electrodos de la(s) celda(s) electroquímica(s) de la instalación. Fig. 7 shows the process followed by the effluent to maintain the electrode properties of the electrochemical cell (s) of the installation.
La Fig. 8 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente otro ejemplo de realización del procedimiento propuesto. Fig. 8 is a flowchart that schematically illustrates another exemplary embodiment of the proposed procedure.
Descripción detallada de la Invención y de unos ejemplos de realización Detailed description of the invention and some examples of realization
Las Figs. 1 y 2 (dividida en 2a y 2b para su mejor legibilidad) muestran un ejemplo de realización preferido de una instalación, y del correspondiente procedimiento, para Figs. 1 and 2 (divided into 2a and 2b for better readability) show a preferred embodiment of an installation, and the corresponding procedure, for
tratamiento en continuo de efluentes líquidos por técnicas electroquímicas para su depuración, y opcional reutilización. Tal como puede verse en las citadas figuras, la instalación en este ejemplo de realización preferido comprende tres depósitos auxiliares T1, T2, T3 que se irán rellenando secuencialmente de acuerdo a las necesidades del procedimiento. La instalación, y el procedimiento, han sido diseñados para su funcionamiento por lotes. Para ello, la instalación está equipada con diferentes sensores para asegurar que las características del efluente cumplen unos requisitos de calidad necesarios para su tratamiento. Según este ejemplo de realización preferido, el efluente se separa en los tres depósitos auxiliares T1, T2, T3, estando equipado, preferiblemente, cada uno de ellos con unas palas de agitación Mix (Mix1, Mix2, Mix3, respectivamente) para facilitar la homogeneización del efluente. Asimismo, según este ejemplo de realización preferido, el tercer depósito auxiliar T3 es el único depósito auxiliar equipado con una lámpara, o lámparas, de luz ultravioleta (UV) para mejorar el rendimiento del proceso y al mismo tiempo eliminar las especies oxidantes Continuous treatment of liquid effluents by electrochemical techniques for purification, and optional reuse. As can be seen in the aforementioned figures, the installation in this preferred embodiment comprises three auxiliary tanks T1, T2, T3 that will be filled sequentially according to the needs of the procedure. The installation, and the procedure, have been designed for batch operation. For this, the installation is equipped with different sensors to ensure that the effluent characteristics meet the quality requirements necessary for its treatment. According to this preferred embodiment, the effluent is separated into the three auxiliary tanks T1, T2, T3, each preferably being equipped with Mix stirring blades (Mix1, Mix2, Mix3, respectively) to facilitate homogenization of the effluent. Also, according to this preferred embodiment, the third auxiliary tank T3 is the only auxiliary tank equipped with a lamp, or lamps, of ultraviolet (UV) light to improve process performance and at the same time eliminate oxidizing species
en exceso del efluente y con los elementos necesarios para preparar al efluente para su reconstitución para su reutilización en un proceso industrial de tintura (no limitativo, pues esta equipación podría estar incluida en cualquiera de los otros dos depósitos auxiliares T1 o T2). in excess of the effluent and with the necessary elements to prepare the effluent for reconstitution for reuse in an industrial dyeing process (not limiting, as this equipment could be included in any of the other two auxiliary tanks T1 or T2).
La instalación de la Fig. 1 consta de: The installation of Fig. 1 consists of:
- --
- válvulas V1-V25, de 2 o 3 posiciones; valves V1-V25, 2 or 3 positions;
- --
- sensores de presión S-P1 y S-P2; S-P1 and S-P2 pressure sensors;
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- sensores de pH S-pH1 y S-pH2; pH sensors S-pH1 and S-pH2;
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- sensor de cloro S-Cloro; S-Chlorine chlorine sensor;
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- sensor de conductividad S-Cond; S-Cond conductivity sensor;
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- sensor de temperatura S-T1; S-T1 temperature sensor;
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- sensor de temperatura S-T2, instalado dentro de la celda electroquímica E1; S-T2 temperature sensor, installed inside electrochemical cell E1;
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- sensor de temperatura S-T3, instalado dentro de una celda electroquímica E2; S-T3 temperature sensor, installed inside an electrochemical cell E2;
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- sensor de eliminación S-Elim; S-Elim elimination sensor;
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- medidor de caudal FM1; flow meter FM1;
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- medios de filtrado F1; F1 filter media;
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- depósitos auxiliares T1, T2, T3; auxiliary tanks T1, T2, T3;
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- depósitos de dosificación de ácido T4 y T5; acid dosage tanks T4 and T5;
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- depósito con agente reductor T6; T6 reducing agent tank;
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- depósito con substancias alcalinas T7; tank with alkaline substances T7;
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- mezcladores Mix1, Mix2, Mix3; Mixers Mix1, Mix2, Mix3;
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- lámpara ultravioleta UV1; UV1 UV lamp;
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- celdas electroquímicas E1, E2; electrochemical cells E1, E2;
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- sensores de nivel alto LH1, LH2, LH3, LH4 y LH5 high level sensors LH1, LH2, LH3, LH4 and LH5
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- sensores de nivel bajo LL1, LL2, LL3, LL4, LL5 y LL6 low level sensors LL1, LL2, LL3, LL4, LL5 and LL6
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- bombas P1-P7 P1-P7 pumps
Los depósitos de entrada y salida T_ENTRADA y T_SALIDA no forman parte de la instalación, sino que tan solo se han incluido para ilustrar una instalación industrial ideal. En el depósito de entrada T_ENTRADA se mezclan las aguas residuales procedentes de diferentes procesos industriales. Esta mezcla regulará la conductividad media de las aguas residuales para evitar picos de conductividad extremos en la instalación. De esta manera, se incrementará la eficiencia global de la misma. Una vez que el efluente esté completamente tratado se bombea al depósito de salida T_SALIDA. The T_ENTRADA and T_SALIDA input and output tanks are not part of the installation, but have only been included to illustrate an ideal industrial installation. The wastewater from different industrial processes is mixed in the T_ENTRADA inlet tank. This mixture will regulate the average conductivity of the wastewater to avoid extreme conductivity peaks in the installation. In this way, its overall efficiency will be increased. Once the effluent is completely treated, it is pumped to the outlet tank T_SALIDA.
A continuación se detallaran los diferentes procesos realizados por el método propuesto según el citado ejemplo de realización preferido. The different processes carried out by the proposed method according to the aforementioned preferred embodiment will be detailed below.
En primer lugar se realiza un análisis de las condiciones del efluente a tratar (ver Fig. 3). En esta etapa, la válvula de entrada V12 de la instalación se abre para dejar entrar al efluente. Durante su camino, el efluente pasa por una serie de sensores de presión S-P1 y S-P2 y por unos medios de filtrado F1. La función de los medios de filtrado F1 es evitar un mal funcionamiento de la instalación debido a algunos hilos, fibras u otros sólidos en suspensión que pueden ocasionar algunos problemas de obstrucción en los conductos y de deterioro de la(s) celda(s) electroquímica(s) E1, E2. La función de los sensores de presión S-P1 y S-P2 es detectar cada vez que los medios de filtrado F1 se obstruyen y evitar la cavitación que dañaría la bomba P1. First, an analysis of the conditions of the effluent to be treated is performed (see Fig. 3). At this stage, the inlet valve V12 of the installation opens to allow the effluent to enter. During its path, the effluent passes through a series of S-P1 and S-P2 pressure sensors and through F1 filtering means. The function of the filtration means F1 is to prevent a malfunction of the installation due to some wires, fibers or other suspended solids that can cause some problems of obstruction in the ducts and deterioration of the electrochemical cell (s) (s) E1, E2. The function of the pressure sensors S-P1 and S-P2 is to detect each time the filter media F1 is clogged and avoid cavitation that would damage the pump P1.
Después de este proceso de pre-tratamiento, el efluente pasa por uno o más sensores para analizar unas propiedades del mismo. Estos sensores según el citado ejemplo de realización preferido incluyen: un sensor de pH S-pH1, un sensor de temperatura ST1, un sensor de conductividad eléctrica S-Cond y un medidor de caudal FM1. After this pre-treatment process, the effluent passes through one or more sensors to analyze its properties. These sensors according to the aforementioned preferred embodiment include: a pH sensor S-pH1, a temperature sensor ST1, an electrical conductivity sensor S-Cond and a flow meter FM1.
Los citados sensores se utilizan para controlar la idoneidad del efluente. El efluente no pasa por la(s) celda(s) electroquímica(s) E1, E2 si no cumple unos criterios de calidad preestablecidos para su decoloración y/u oxidación. Mientras el efluente no alcanza esta condición, el efluente se desecha a través de una sección de derivación hacia un desagüe. Con ello se reduce el daño de los electrodos de la(s) celda(s) electroquímica(s) E1, E2. The aforementioned sensors are used to control the suitability of the effluent. The effluent does not pass through the electrochemical cell (s) E1, E2 if it does not meet pre-established quality criteria for its discoloration and / or oxidation. While the effluent does not reach this condition, the effluent is discarded through a bypass section into a drain. This reduces the damage of the electrodes of the electrochemical cell (s) E1, E2.
Seguidamente, se realiza el llenado de los depósitos auxiliares T1, T2, T3 (ver Fig.4). El proceso de llenado de los depósitos auxiliares tiene lugar a través de la(s) celda(s) electroquímicas(s) E1, E2, por lo que el proceso de decoloración y/u oxidación se iniciará inmediatamente desde el primer momento que el efluente entra en el sistema. Dependiendo del volumen del efluente a tratar puede haber más o menos depósitos de recirculación (es decir, los depósitos que no están equipados con los elementos para preparar al efluente para su reconstitución, en este caso los depósitos auxiliares T1 y T2). Tal como se ha comentado anteriormente, en este ejemplo de realización preferido se utilizan tres depósitos auxiliares, utilizándose el depósito que primero se llena para la reconstitución del efluente, es decir el depósito auxiliar T3. Una vez que el depósito auxiliar T3 está lleno, el siguiente en llenarse es el depósito auxiliar T2 y finalmente el depósito auxiliar T1. Then, the auxiliary tanks T1, T2, T3 are filled (see Fig. 4). The process of filling the auxiliary tanks takes place through the electrochemical cell (s) E1, E2, so the process of decolorization and / or oxidation will begin immediately from the first moment that the effluent Enter the system. Depending on the volume of the effluent to be treated, there may be more or less recirculation tanks (that is, the tanks that are not equipped with the elements to prepare the effluent for reconstitution, in this case the auxiliary tanks T1 and T2). As mentioned above, in this preferred embodiment, three auxiliary tanks are used, using the tank that is first filled for reconstitution of the effluent, that is the auxiliary tank T3. Once the auxiliary tank T3 is full, the next to be filled is the auxiliary tank T2 and finally the auxiliary tank T1.
Una vez que los tres depósitos auxiliares T1, T2, T3 están llenos se realiza la recirculación del efluente por las celdas. Mediante los sensores de alto nivel LH1, LH2, LH3 instalados en cada uno de los tres depósitos auxiliares T1, T2, T3 se comprueba cuando los depósitos están llenos. En este punto, el proceso de recirculación comienza con el depósito auxiliar T3 (el que fue llenado en primer lugar) y continuará según el orden de llenado del proceso (en este caso T2 y a continuación T1), siguiendo un esquema típico de ‘Primero en Entrar- Primero en Salir’ (FIFO en inglés). Mientras uno de los depósitos auxiliares se utiliza para recirculación, los otros dos se mantienen en almacenamiento. El almacenamiento opcionalmente con agitación, y opcionalmente también con irradiación UV, aumenta la eficiencia del proceso y reduce los costes eléctricos del tratamiento electroquímico. Este proceso de recirculación se lleva a cabo con cada depósito auxiliar T1, T2, T3 hasta que el sensor de eliminación S-Elim indica que se decolora u oxida con el valor igual o superior al establecido. Once the three auxiliary tanks T1, T2, T3 are full, the recirculation of the effluent through the cells is performed. Using the high level sensors LH1, LH2, LH3 installed in each of the three auxiliary tanks T1, T2, T3 it is checked when the tanks are full. At this point, the recirculation process begins with the auxiliary tank T3 (the one that was filled first) and will continue according to the order of filling the process (in this case T2 and then T1), following a typical scheme of 'First in Enter- First out '(FIFO in English). While one of the auxiliary tanks is used for recirculation, the other two are kept in storage. The storage optionally with stirring, and optionally also with UV irradiation, increases the efficiency of the process and reduces the electrical costs of the electrochemical treatment. This recirculation process is carried out with each auxiliary tank T1, T2, T3 until the S-Elim elimination sensor indicates that it is discolored or oxidized with the value equal to or greater than that established.
Cuando el sensor de eliminación S-Elim detecta que el efluente se encuentra dentro del grado de decoloración u oxidación fijado, el efluente se redirige hacia el depósito auxiliar T3. En este depósito auxiliar T3, el efluente se prepara para su posible reutilización en un proceso industrial. Mientras este proceso tiene lugar, los otros dos depósitos auxiliares T1, T2 pueden estar recirculando el efluente (ver Fig. 5). When the S-Elim disposal sensor detects that the effluent is within the degree of discoloration or oxidation set, the effluent is redirected to the auxiliary tank T3. In this auxiliary tank T3, the effluent is prepared for possible reuse in an industrial process. While this process is taking place, the other two auxiliary tanks T1, T2 may be recirculating the effluent (see Fig. 5).
Una vez el efluente ha sido decolorado/oxidado y listo para ser reutilizado, se conduce el mismo hasta un el depósito de salida T_SALIDA para su reutilización (ver Fig. 6). El depósito auxiliar que esté vacío se rellenará para continuar el proceso. Once the effluent has been discolored / oxidized and ready to be reused, it is conducted to an outlet tank T_SALIDA for reuse (see Fig. 6). The auxiliary tank that is empty will be filled to continue the process.
Este proceso de recirculación se lleva a cabo con cada depósito auxiliar T1, T2, T3 hasta que el sensor de eliminación S-Elim indica que se decolora/oxida con el valor establecido. This recirculation process is carried out with each auxiliary tank T1, T2, T3 until the S-Elim elimination sensor indicates that it is discolored / oxidized with the set value.
Debe notarse que la instalación propuesta, en vez de incluir un único sensor de eliminación S-Elim para detectar el grado de decoloración/oxidación del efluente de cada uno de los depósitos auxiliares podría incluir diferentes sensores de eliminación, uno para cada depósito auxiliar utilizado en la instalación. En este caso, cada sensor de eliminación podría estar incluido en cada depósito auxiliar de la instalación. It should be noted that the proposed installation, instead of including a single S-Elim disposal sensor to detect the degree of discoloration / oxidation of the effluent from each of the auxiliary tanks could include different disposal sensors, one for each auxiliary tank used in installation. In this case, each disposal sensor could be included in each auxiliary tank of the installation.
Aparte de los pasos anteriormente descritos, en un ejemplo de realización, también se puede considerar un paso adicional para el mantenimiento de los electrodos de la(s) celda(s) electroquímica(s) E1, E2 (Ver Fig. 7). El mantenimiento de los electrodos de la(s) celda(s) electroquímica(s) E1, E2 incluye la inversión de polaridad de los Apart from the steps described above, in an exemplary embodiment, an additional step can also be considered for the maintenance of the electrodes of the electrochemical cell (s) E1, E2 (See Fig. 7). The electrode maintenance of the electrochemical cell (s) E1, E2 includes the polarity reversal of the
electrodos y en caso necesario, una limpieza química con ácido, a través del depósito de dosificación de ácido T4. electrodes and, if necessary, a chemical cleaning with acid, through the T4 acid dosing tank.
En un ejemplo de realización, alternativo al ejemplo de realización preferido de las Figs. 1 y 2 anteriormente descrito, en este caso no ilustrado, la instalación comprende únicamente dos depósitos auxiliares T2, T3 (no limitativo pues dependiendo del volumen del efluente a tratar se pueden utilizar más depósitos auxiliares). Según este ejemplo de realización alternativo, cada uno de los dos depósitos auxiliares T2, T3 está equipado con una o varias lámparas de luz UV y preferiblemente también, con unas palas de agitación Mix 2, Mix3 para homogeneizar el efluente. Asimismo, según este ejemplo de realización, cada uno de los dos depósitos auxiliares T2, T3 también está equipado con los elementos necesarios para preparar al efluente para su reconstitución. Es decir, a diferencia del ejemplo de realización de las Figs. 1 y 2, en el que la reconstitución se llevaba a cabo solamente en uno de los depósitos auxiliares de la instalación, en particular en el depósito auxiliar T3, en este caso la reconstitución se puede llevar a cabo en cualquiera de los depósitos auxiliares de la instalación. Por tanto, una vez que uno de los dos depósitos auxiliares T2, T3 alcanza el grado de decoloración establecido, ya sea directamente sin recirculación o bien tras una o varias secuencias de recirculación de los depósitos en la(s) celda(s) electroquímica(s) E1, E2, el depósito auxiliar que ha alcanzado en primer lugar el grado de decoloración puede iniciar la reconstitución. In an exemplary embodiment, alternative to the preferred embodiment of Figs. 1 and 2 described above, in this case not illustrated, the installation comprises only two auxiliary tanks T2, T3 (not limiting because depending on the volume of the effluent to be treated, more auxiliary tanks can be used). According to this alternative embodiment, each of the two auxiliary tanks T2, T3 is equipped with one or more UV light lamps and preferably also, with Mix 2, Mix3 stirring blades to homogenize the effluent. Also, according to this embodiment, each of the two auxiliary tanks T2, T3 is also equipped with the necessary elements to prepare the effluent for reconstitution. That is, unlike the exemplary embodiment of Figs. 1 and 2, in which the reconstitution was carried out only in one of the auxiliary tanks of the installation, in particular in the auxiliary tank T3, in this case the reconstitution can be carried out in any of the auxiliary tanks of the installation. Therefore, once one of the two auxiliary tanks T2, T3 reaches the established degree of discoloration, either directly without recirculation or after one or several sequences of recirculation of the deposits in the electrochemical cell (s) ( s) E1, E2, the auxiliary reservoir that has first reached the degree of discoloration can initiate reconstitution.
Con referencia ahora a la Fig. 8, en la misma se muestra un ejemplo de realización de un procedimiento por lotes para tratamiento en continuo de efluentes por técnicas electroquímicas particularmente para ser implementado en una instalación tal como la del ejemplo de realización alternativo explicado, es decir, en el que cada uno de los depósitos auxiliares está equipado con los elementos necesarios para preparar al efluente para su reconstitución. El procedimiento ilustrado en la Fig. 8 realiza un proceso de decoloración y/u oxidación de un efluente procedente de un conducto de suministro de un proceso industrial utilizando técnicas electroquímicas, en donde el efluente, etapa 801, es sometido a un proceso de pre-tratamiento mediante filtrado y posteriormente, etapa 802, a un análisis de las propiedades del efluente pre-tratado. Cuando el efluente satisface unos criterios de calidad, etapa 803, se hace circular el efluente por una o más celdas electroquímicas (como las de la Fig. 1), en donde cada celda dispone de una sonda de temperatura y aporta al efluente, por oxidación de los iones o moléculas presentes en el mismo, una cantidad de especies oxidantes por unidad de volumen, tales como cloro/hipoclorito, iniciando de esta forma la oxidación Referring now to Fig. 8, there is shown an example of a batch procedure for continuous treatment of effluents by electrochemical techniques, particularly to be implemented in an installation such as that of the alternative embodiment explained, it is that is, in which each of the auxiliary tanks is equipped with the necessary elements to prepare the effluent for reconstitution. The procedure illustrated in Fig. 8 performs a process of decolorization and / or oxidation of an effluent from an industrial process supply duct using electrochemical techniques, wherein the effluent, step 801, is subjected to a pre-process treatment by filtration and subsequently, step 802, to an analysis of the properties of the pre-treated effluent. When the effluent meets quality criteria, step 803, the effluent is circulated through one or more electrochemical cells (such as those in Fig. 1), where each cell has a temperature probe and contributes to the effluent, by oxidation of the ions or molecules present therein, an amount of oxidizing species per unit volume, such as chlorine / hypochlorite, thereby initiating oxidation
y/o decoloración del efluente. Luego, etapa 804, se rellenan, secuencialmente, los dos depósitos auxiliares T2, T3 para proseguir la reacción de oxidación y/o decoloración con las especies oxidantes generadas en la(s) celda(s) electroquímica(s) E1 o E2. Tras un período de tiempo del efluente en los dos depósitos T2, T3, se realiza una comprobación, etapa 805, del grado de decoloración u oxidación del efluente de un depósito auxiliar de dichos dos depósitos auxiliares T2, T3 (supóngase que en primer lugar se realiza la comprobación del depósito auxiliar que se ha llenado en primer lugar, por ejemplo T3) y si el grado de decoloración u oxidación obtenido no es mayor and / or discolouration of the effluent. Then, step 804, the two auxiliary tanks T2, T3 are sequentially filled to continue the oxidation and / or discoloration reaction with the oxidizing species generated in the electrochemical cell (s) E1 or E2. After a period of time of the effluent in the two tanks T2, T3, a check, step 805, of the degree of discoloration or oxidation of the effluent of an auxiliary tank of said two auxiliary tanks T2, T3 is carried out (suppose first of all performs the check of the auxiliary tank that has been filled first, for example T3) and if the degree of discoloration or oxidation obtained is not greater
- o igual a un umbral, se inicia una recirculación del efluente del depósito auxiliar T3 hacia la(s) celda(s) electroquímica(s) E1 o E2 y se retorna el efluente al depósito auxiliar T3 hasta su llenado para continuar el proceso de oxidación y/o decoloración. Una vez el depósito auxiliar T3 ha sido rellenado, el proceso de la etapa 805 se repite para el otro depósito auxiliar T2. Finalmente, etapa 806, el efluente del depósito auxiliar que ha alcanzado el grado de decoloración u oxidación fijado, ya sea directamente o bien tras una o varias secuencias de recirculación, se puede descargar or equal to a threshold, a recirculation of the effluent from the auxiliary tank T3 to the electrochemical cell (s) E1 or E2 is initiated and the effluent is returned to the auxiliary tank T3 until it is filled to continue the oxidation process and / or discoloration. Once the auxiliary tank T3 has been filled, the process of step 805 is repeated for the other auxiliary tank T2. Finally, step 806, the effluent from the auxiliary reservoir that has reached the degree of decolorization or fixed oxidation, either directly or after one or several recirculation sequences, can be discharged
- o alternativamente se puede iniciar una reconstitución del mismo para su reutilización en un proceso industrial, por ejemplo de tintura. or alternatively a reconstitution of the same can be initiated for reuse in an industrial process, for example dyeing.
La reconstitución del efluente, según la presente invención, en cualquiera de los ejemplos de realización, consiste en añadir un ácido al efluente del depósito auxiliar que ha alcanzado el grado de decoloración u oxidación fijado hasta que el efluente de dicho depósito auxiliar alcanza un primer nivel de pH determinado, inferior a 5, preferiblemente pH=3. Seguidamente, se añade una substancia con propiedades alcalinas, por ejemplo álcali, al depósito auxiliar hasta que el efluente alcanza un segundo nivel de pH determinado, preferiblemente pH=7. Se enciende la lámpara UV para degradar las especies oxidantes presentes en el efluente. Se determina, mediante un sensor de cloro S-Cloro las especies oxidantes residuales en el efluente y se añade un agente reductor procedente del depósito T6 hasta eliminar todas las especies oxidantes residuales del efluente. Finalmente se conduce el efluente, reconstituido, hasta el depósito de salida T_SALIDA para su reutilización. The reconstitution of the effluent, according to the present invention, in any of the exemplary embodiments, consists in adding an acid to the effluent of the auxiliary reservoir which has reached the degree of decolorization or oxidation set until the effluent of said auxiliary reservoir reaches a first level determined pH, less than 5, preferably pH = 3. Subsequently, a substance with alkaline properties, for example alkali, is added to the auxiliary reservoir until the effluent reaches a second determined pH level, preferably pH = 7. The UV lamp is lit to degrade the oxidizing species present in the effluent. The residual oxidizing species in the effluent is determined by an S-Chlorine sensor and a reducing agent is added from the T6 tank until all residual oxidant species are removed from the effluent. Finally, the reconstituted effluent is conducted to the outlet tank T_SALIDA for reuse.
Un experto en la materia podría introducir cambios y modificaciones en los ejemplos de realización descritos sin salirse del alcance de la invención según está definido en las reivindicaciones adjuntas. A person skilled in the art could introduce changes and modifications in the described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.
Claims (10)
- 2.2.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende tres (T1, T2, T3) o más depósitos auxiliares en función del volumen del efluente a tratar, realizándose para cada uno de dichos depósitos auxiliares las etapas c) a f) citadas. Method according to claim 1, characterized in that it comprises three (T1, T2, T3) or more auxiliary tanks depending on the volume of the effluent to be treated, with steps c) to f) mentioned for each of said auxiliary tanks.
- 3.3.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en la etapa f) el depósito auxiliar que alcanza en primer lugar el grado de decoloración/eliminación de materia orgánica fijado es el depósito auxiliar de dichos dos depósitos auxiliares (T2, T3) que se ha rellenado en primer lugar en la etapa c), comprendiendo el procedimiento realizar el proceso de reconstitución del efluente únicamente en dicho depósito auxiliar que se ha rellenado en primer lugar y comprendiendo además, una vez el otro depósito auxiliar también ha alcanzado el grado de decoloración/ eliminación de materia orgánica fijado, ya sea directamente o bien tras una o varias secuencias de recirculación, descargar su efluente o enviarlo al depósito auxiliar que se ha rellenado en primer lugar para su reconstitución. Method according to claim 1, characterized in that in step f) the auxiliary deposit that first reaches the degree of decolorization / removal of fixed organic matter is the auxiliary deposit of said two auxiliary deposits (T2, T3) that has been filled firstly in step c), the process comprising performing the effluent reconstitution process only in said auxiliary tank that has been first filled and further comprising, once the other auxiliary tank has also reached the degree of discoloration / disposal of fixed organic matter, either directly or after one or several recirculation sequences, discharge its effluent or send it to the auxiliary tank that has been filled in first for reconstitution.
- 4.Four.
- Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que en la etapa f) el depósito auxiliar que alcanza en primer lugar el grado de decoloración/eliminación de materia orgánica fijado es el depósito auxiliar de dichos dos depósitos auxiliares (T2, T3) que se ha rellenado en primer lugar en la etapa c), comprendiendo el procedimiento realizar el proceso de reconstitución del efluente únicamente en dicho depósito auxiliar que se ha rellenado en primer lugar y comprendiendo además, secuencialmente, a medida que el resto de depósitos auxiliares alcanzan el grado de decoloración/eliminación de materia orgánica fijado, ya sea directamente o tras una o varias secuencias de recirculación, descargar su efluente o enviarlo al depósito auxiliar que se ha rellenado en primer lugar para su reconstitución. Method according to claim 2, characterized in that in step f) the auxiliary deposit that first reaches the degree of decolorization / removal of fixed organic matter is the auxiliary deposit of said two auxiliary deposits (T2, T3) that has been filled firstly in step c), the process comprising performing the effluent reconstitution process only in said auxiliary tank that has been first filled and also comprising, sequentially, as the rest of the auxiliary deposits reach the degree of discoloration / removal of fixed organic matter, either directly or after one or several recirculation sequences, discharge its effluent or send it to the auxiliary tank that has been filled in first for reconstitution.
- 5.5.
- Procedimiento según las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la reconstitución del efluente se realiza para su reutilización en la industria textil comprendiendo: Method according to the preceding claims, characterized in that the reconstitution of the effluent is carried out for reuse in the textile industry comprising:
- 6.6.
- Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que comprende añadir una determinada cantidad de cloruro sódico en dicho depósito de salida (T_SALIDA) dependiendo del proceso de tintura a realizar. Method according to claim 5, characterized in that it comprises adding a certain amount of sodium chloride in said outlet tank (T_SALIDA) depending on the dyeing process to be performed.
- 7.7.
- Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que dentro de cada uno de los depósitos auxiliares (T1, T2, T3) se realiza además una agitación del efluente. Method according to claim 1 or 2, characterized in that within each of the auxiliary tanks (T1, T2, T3) further agitation of the effluent is performed.
- 8.8.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que antes de la etapa b) se realiza una etapa de comprobación de los resultados del análisis de la etapa a) y si en función de los mismos el efluente no cumple unos criterios para su tratamiento por un proceso electroquímico, se desecha el efluente a través de una sección de derivación del conducto de suministro hacia un desagüe. A method according to claim 1, characterized in that a stage for checking the results of the analysis of stage a) is carried out before stage b) and if the effluent does not meet criteria for treatment by a process based on them Electrochemical, the effluent is discarded through a branch section of the supply line to a drain.
- 9.9.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende además realizar una etapa de inversión de la polaridad de unos electrodos de la celda electroquímica (E1, E2), que es al menos una. Method according to claim 1, characterized in that it further comprises performing a step of reversing the polarity of electrodes of the electrochemical cell (E1, E2), which is at least one.
- 10.10.
- Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que comprende además realizar una limpieza química con ácido de dichos electrodos de la celda electroquímica (E1, E2), que es al menos una. Method according to claim 9, characterized in that it further comprises performing a chemical acid cleaning of said electrodes of the electrochemical cell (E1, E2), which is at least one.
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| WO (1) | WO2018220251A1 (en) |
Citations (4)
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- 2017-05-31 ES ES201730750A patent/ES2692244B2/en not_active Expired - Fee Related
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2018
- 2018-05-31 WO PCT/ES2018/070395 patent/WO2018220251A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
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