PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS CONTAMINADAS CON METALES PESADOS.

El procedimiento comprende la extracción de metales pesados en aguas contaminadas,

habitualmente provenientes de procesos industriales, mediante la actividad de atrapamiento biológico que desarrolla el micelio del hongo. Este micelio del hongo está presente en el sustrato empleado en el cultivo de champiñones o de otros hongos comestibles. La invención también se refiere a un sistema para llevar a cabo dicho procedimiento

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200702229.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE LA RIOJA.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: LA RIOJA.

Inventor/es: VERGARA GONZALEZ,ELISEO PABLO, ALBA ELIAS,FERNANDO, CASTEJON LIMAS,MANUEL, ORDIERES MERE,JOAQUIN B., GONZALEZ MARCOS,ANA, MARTINEZ DE PISON ASCACIBAR,EDUARDO, MARTINEZ DE PISON ASCACIBAR,FCO. JAVIER, PERNIA ESPINOSA,ALPHA VERONICA.

Fecha de Solicitud: 31 de Julio de 2007.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 8 de Marzo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C02F3/32 QUIMICA; METALURGIA.C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 3/00 Tratamiento biológico del agua, agua residual o de alcantarilla. › caracterizado por los animales o vegetales utilizados, p. ej. algas.

Clasificación PCT:

  • C02F101/20 C02F […] › C02F 101/00 Naturaleza del contaminante. › Metales pesados o sus compuestos.
  • C02F3/32 C02F 3/00 […] › caracterizado por los animales o vegetales utilizados, p. ej. algas.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento y sistema para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados, ya sean éstas provenientes de vertidos industriales o comunales, agua potable contaminada, aguas de infiltración o residuos acuosos especiales. Ésta se refiere a un sistema de extracción de metales pesados en aguas, habitualmente provenientes de procesos industriales, mediante la actividad de atrapamiento biológico que desarrolla el micelio del hongo presente en el sustrato empleado en el cultivo de champiñones u otros hongos.

Estado de la técnica anterior

Los contaminantes peligrosos contribuyen a que exista un número cada vez mayor de dolencias crónicas, como los cánceres y las enfermedades del corazón. Los contaminantes químicos pueden desempeñar también un papel en las enfermedades infecciosas, quizá dejando el cuerpo más vulnerable a las infecciones.

Entre ese tipo de contaminantes peligrosos hay que incluir los metales pesados, y más concretamente las aguas contaminadas con metales pesados disueltos. La toxicidad de estos metales ha quedado documentada a lo largo de la historia: los médicos, tanto griegos como romanos, diagnosticaron síntomas de envenenamientos agudos por plomo mucho antes de que la toxicología se convirtiera en ciencia. Actualmente se conoce mucho más sobre los efectos de los metales pesados, cuya exposición está relacionada con retrasos en el desarrollo, varios tipos de cáncer, daños en el riñón, e incluso con casos de muerte cuando la exposición ha sido excesiva.

Por motivos ecológicos y económicos, la situación ambiental general requiere la disponibilidad de sustancias filtrantes económicas para la depuración de aguas industriales sucias o residuos acuosos especiales.

El carbón activado de alta calidad que se utiliza en los filtros para la depuración de aguas con metales pesados resulta excesivamente costoso, además de que solo se puede regenerar de forma parcial, pues las sustancias nocivas orgánicas están ligadas por absorción y, por consiguiente, no se pueden desabsorber completamente. Además, los rellenos de filtro de carbón activado se descompactan como consecuencia de las cargas mecánicas destruyéndose su estructura porosa, por lo que en parte pierden su efecto definido de absorción, de adsorción y de quimisorción. En este caso pueden liberarse sustancias nocivas por lo que después de su saturación requieren generalmente una eliminación térmica.

Por otro lado, se han descrito composiciones para el tratamiento de aguas contaminadas en las que se encuentra el compost agotado del champiñón (SMS) junto con otros componentes activos como bacterias (cf. EP983970) para la eliminación de componentes orgánicos o en mezcla con carbonato cálcico y cenizas volantes hidratadas (cf. "Mine drainage treatment wetland substrate analysis", Athay D. Nairm R.W. y Strevett K.A., Wetlands Abstracts; Billings Land Reclamation Symposium, 2003) siendo su campo de aplicación el tratamiento de terrenos pantanosos, y de manera que la precipitación de los metales se basa en el aumento del pH del agua contaminada.

Explicación de la invención

Los autores de la presente invención proporcionan un procedimiento para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados y a cualquier pH. Este procedimiento se basa en el empleo, como único elemento depurador, del compost que contiene micelio de hongo, y más particularmente de compost agotado del cultivo del champiñón, del cultivo de otros hongos o cualquier mezcla de compost agotado de diferentes cultivos.

Este compost puede ser el residuo directamente obtenido de la planta de cultivo de champiñones u otros hongos, es decir, sin necesidad de ningún tipo de tratamiento para su utilización en el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados.

El objetivo de la presente invención es asegurar un proceso de bajo coste, tanto de ejecución como de mantenimiento, que permita transformar la carga de metales pesados en carga orgánica mucho más fácil de tratar, siendo válido indistintamente para aguas contaminadas con un pH muy alto (pH>12) como con un pH muy bajo (pH<2), de manera que el material residual de la producción del champiñón se convierta asimismo en un factor de valorización de ese residuo.

Para ello, y tal y como se ha comentado anteriormente, el procedimiento consiste en aprovechar los residuos procedentes del cultivo de champiñones u otros hongos comestibles, concretamente mediante la actividad de atrapamiento biológico que desarrolla el micelio del hongo presente en el sustrato empleado en dichos cultivos de Agaricus bisporus ó champiñones, habitualmente denominado "Spent Mushroom Substrate" ó SMS, o el cultivo de otros hongos.

Este sustrato que se emplea para dicho propósito, se utiliza una vez se hayan obtenido del mismo las floradas de producto previstas, es decir, cuando se considere agotado o "usado".

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados (en adelante procedimiento de la invención) que comprende hacer pasar el agua por al menos un biorreactor que contiene compost con micelio de hongo.

Por "metales pesados" se entiende a un grupo de elementos químicos que presentan una densidad relativamente alta y cierta toxicidad para el ser humano. Como por ejemplo, pero sin limitarse al grupo que comprende metales como aluminio, arsénico, bario, berilio, cadmio, cobalto, cobre, cromo, estaño, hierro, manganeso, mercurio, molibdeno, níquel, plata, plomo, selenio, talio, vanadio o zinc.

En una realización preferida de la presente invención, el compost es sustrato empleado en el cultivo de Agaricus bisporus (champiñones), otros hongos comestibles, como por ejemplo, Lentinula edodes (Shiitake u hongo japonés), Ganoderma lucidum (Reishi), especies del género Pleurotas, como por ejemplo Pleurotus eryngii (las gárgolas), Pleurotus ostreatus (Hongo Seta), etc..., o cualquiera mezcla de sustratos agotados de diferentes cultivos.

Para llevar a cabo el procedimiento descrito se ha previsto una instalación que está constituida a partir de una serie de depósitos de depuración que contienen celdas congruentes de compost agotado de champiñón (SMS), u otros hongos comestibles, que pueden estar dispuestas en serie en el sentido del flujo del agua a tratar, y capaces de eliminar cantidades de metales pesados de amplio espectro mediante la acción del micelio del champiñón u otros hongos, lo que provoca la generación de sulfuros del metal pesado y, por tanto, su retirada del flujo del agua, estableciéndose entre depósito y depósito el correspondiente sistema de bombeo hidráulico.

De igual manera, y debido al alto contenido en carbono del compost, éste proporciona carbono utilizable para alimentar la oxidación de los metales en la zona aeróbica, formándose óxidos de metales pesados en forma sólida que son eliminados del agua tratada.

Así, un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un sistema para llevar a cabo el procedimiento de la invención, que comprende al menos un depósito de depuración. Cada uno de estos depósitos puede contener una o varias celdas con compost con micelio de hongo. Más preferiblemente, estas celdas contienen sustrato agotado del cultivo del champiñón (SMS), de otros hongos comestibles o de cualquiera de sus mezclas.

En una realización preferida del sistema de la presente invención, los depósitos de depuración están conectados en serie en el sentido del flujo del agua a tratar.

El número de depósitos de depuración va a depender de la carga contaminante y de la naturaleza del metal a eliminar.

Otra realización preferida del sistema de la presente invención, comprende unos depósitos de depuración abiertos superiormente, y que pueden incluir una entrada de agua en su zona inferior.

Cuando un depósito de depuración contenga dos o más celdas, se incorpora una pared intermedia de menor altura que el depósito para separar las celdas y forzar un flujo de agua ascendente-descendente a través de las mismas, contando igualmente con la salida del agua filtrada en la zona inferior y opuesta a la entrada de agua del depósito.

El sistema de la invención permite, en caso de interés, la recirculación o el flujo único de carácter natural o forzado, incluyendo medios de retención del...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados, que comprende el paso de las aguas contaminada por al menos un biorreactor que contiene compost con micelio de hongos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde el compost es sustrato empleado en el cultivo de Agaricus bisporus (champiñón), otros hongos comestibles o cualquiera de sus mezclas.

3. Sistema para llevar a cabo el procedimiento descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, que comprende al menos un depósito de depuración (20-22) con al menos una celda (28), donde dicha celda contiene compost con micelio de hongo.

4. Sistema según la reivindicación 3, donde el compost de la celda es sustrato empleado en el cultivo de Agaricus bisporus (champiñón), otros hongos comestibles o cualquiera de sus mezclas.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, que además comprende al menos un depósito (15-17) para el agua contaminada con metales pesados, conectado a la entrada del depósito de depuración (20), y al menos un depósito (25-26) de acumulación del agua depurada a la salida de los depósitos de depuración.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, donde los depósitos de depuración (20) están conectados en serie.

7. Sistemas según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, que además comprende un sistema de bombeo hidráulico (16-24).

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, donde los depósitos de depuración (20-22) están abiertos superiormente.

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, donde los depósitos de depuración (20) incluyen una entrada de agua en su zona inferior y una salida de agua filtrada en la zona inferior y opuesta del depósito.

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, donde las células incorporan una pared intermedia (30) de menor altura que el depósito de depuración (20).

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10, que además comprende medios de retención (27-32) del contenido de las células (28) en el seno de los depósitos de depuración (20).

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 11, donde las celdas (28) tiene medios de enganche (31).


 

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