PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS BIOLÓGICOS.

Procedimiento para el tratamiento de residuos biológicos que contienen microorganismos vivientes,

bajo aplicación de ultrasonido, en el cual - una cantidad parcial definida es separada de los residuos biológicos, - la potencia ultrasónica es introducida en la cantidad parcial en función del tipo de células a tratar, - la cantidad parcial sonorizada es reintroducida en la cantidad restante no sonorizada, caracterizado por el hecho de que - el grado de activación de las células biológicamente eficaces en la cantidad parcial es ajustado por medio de la amplitud, de tal manera que las paredes celulares de las células tratadas son perforadas y permanecen en estado de funcionamiento, - la amplitud de la potencia ultrasónica introducida en la cantidad parcial es medida y regulada constantemente bajo todas las condiciones de carga en el margen de 5 μm a 100 μm y - el retorno de la cantidad parcial en la cantidad restante no sonorizada realiza una actividad biológica aumentada en las células de la cantidad total después de la reunificación

Procedimiento para el tratamiento de residuos biológicos.

La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de residuos biológicos que contienen microorganismos vivientes, según los conceptos genéricos de la reivindicación 1.

Ya son conocidos una multitud de procedimientos y dispositivos para el tratamiento de residuos biológicos como lodos residuales con el objetivo de reducir la acumulación y los costes para su eliminación.

El desmenuzamiento mecánico o la desintegración de lodos residuales mediante ultrasonido para la mejora de los procesos de degradación biológica en el tratamiento de aguas residuales y de lodos a consecuencia de la destrucción del material orgánico y de la desintegración de los microorganismos existentes en los lodos es contemporáneamente una de las posibilidades examinadas.

En la patente DE 195 17 381 C1 se propone un dispositivo para la destrucción de estructuras celulares en suspensiones de microorganismos, particularmente en lodos de instalaciones depuradoras biológicas, por aplicación de ultrasonido. Se describe un reactor, mediante el cual es guiado el fluido a tratar. En el reactor deben ser arrancados los aglomerados de biomasa que se hallan en los lodos, por lo cual los microbios que se hallan próximos al emisor ultrasónico en forma de barra deben ser desintegrados, e.d. mecánicamente destruidos, los microbios que se hallan más distanciados por lo contrario deben ser estimulados para el crecimiento. El proceso puede ser repetido varias veces para seguir reduciendo la proporción de biomasa en los lodos y por lo tanto la cantidad de lodos que ha de ser eliminada de manera convencional y cara.

En la patente EP 0 808 803 A1 se describen un procedimiento y un dispositivo para la desintegración continua de lodos activados en una planta de tratamiento de aguas o depuradora de aguas residuales, en el cual son biodegradadas las bacterias de los lodos activados y los lodos producidos a partir de esto son sometidos al ultrasonido en un recipiente de tratamiento, para disociar las paredes celulares de los microorganismos. El procedimiento se basa en el conocimiento de que una destrucción eficaz de las paredes celulares del material orgánico en los lodos activados tiene lugar, cuando se activa en aumento el tratamiento por ultrasonido contra la tendencia de sedimentación de los lodos residuales en el recipiente. La fuente ultrasónica, un resonador ultrasónico en forma de barra, debe ser dispuesto de manera que los lodos residuales rodeen la misma y produzcan una cavitación y la energía emitida se refleje por la pared del recipiente. La potencia de sonorización es indicada con 500...1500 W limitada para la duración de un tiempo de sonorización determinado. Están previstos 10...20 ciclos de sonorización con respectivamente 2...4 minutos de tiempo de sonorización. El ultrasonido se produce en "paquetes de sonido" rectangulares en el margen de 20...25 kHz. Las ondas sonoras comienzan con plena potencia, son irradiadas para el tiempo determinado aproximadamente continuo y luego son suprimidas para una pausa breve. Los lodos son quitados continuamente del depósito, pasados por el dispositivo de sonorización y suministrados de nuevo al depósito.

En la patente DE 42 05 739 A1 se describe un procedimiento para la destrucción de la estructura celular de suspensiones de microorganismos por la acción de los ultrasonidos sobre la suspensión, en el cual las estructuras celulares son destruidas de manera que queden en gran parte solamente las envolturas celulares vacías como materias sedimentables, mientras que la mayor parte se transforma en soluciones coloidales degradables de manera microbiológica.

En todos los procedimientos conocidos que proponen el ultrasonido para el tratamiento de residuos biológicos, la destrucción de las células vivas se convierte en la base del tratamiento, en el cual la destrucción ni es controlada con suficiente precisión ni es reproducible en los parámetros.

De la patente JP 10155477 A son conocidos además un procedimiento y un dispositivo para la degradación de contaminantes en soluciones por microorganismos bajo aplicación de ondas ultrasonoras débiles. En este caso, la solución contaminada se sonoriza en total con ondas ultrasonoras débiles con una intensidad de ≤q 1 vatios/cm². Mediante la sonorización los microorganismos son estimulados ligeramente y ayudan a la degradación de los contami- nantes.

En el procedimiento propuesto se prevé un aporte de potencia ultrasónica para la cantidad total a tratar, con el cual no puede ser garantizada la desintegración mecánica de células considerada necesaria. El aporte de potencia resulta de poco rendimiento energético, pero con demasiado gasto de energía.

La patente US A 4,200,524 describe un procedimiento y un dispositivo para separar partes de lodo y microorganismos de superficies biológicas utilizadas como estimulador del crecimiento, por ejemplo de carbón activado.

Para el recobro del carbón activado se actúa mecánicamente sobre el enlace de los microorganismos con la superficie biológica en un llamado "sluffing device" (bomba, centrífuga o ultrasonido), para separar los mismos.

Se trabaja con el pleno caudal y no se ocasiona una acción mecánica directa intencionada sobre los microorganismos.

En la patente EP 0 808 803 A1 se describe un procedimiento para la desintegración continua de lodos activados en una planta de tratamiento de aguas o depuradora de aguas residuales, en el cual los lodos activados son degradados biológicamente de las bacterias y los lodos producidos a partir de esto son sometidos al ultrasonido en un recipiente de tratamiento, para disociar las paredes celulares de los microorganismos.

Las paredes celulares de las células contenidas en la biomasa son al mismo tiempo destruidas mediante desintegración en pleno caudal.

Es la tarea de la invención desarrollar un procedimiento genérico, con el cual se evitan las desventajas del estado de la técnica y con el cual se garantiza un tratamiento de residuos biológicos eficiente y reproducible para la reducción de residuos secos orgánicos y un rendimiento eventualmente aumentado de biogas, con un gasto en equipamiento y coste energético reducido respecto a las propuestas conocidas.

La solución de esta tarea resulta de las características de la reivindicación 1. Luego es separada una cantidad parcial definida de los residuos biológicos a tratar. La cantidad parcial separada es sometida a una potencia ultrasónica definida con una alta intensidad exactamente definida y densidad de energía y a una amplitud mantenida constante por regulación posterior en función del tipo de células a tratar. Sorprendentemente se ha demostrado que esta cantidad parcial tratada estimula claramente, es decir activa o cataliza biológicamente, la parte no tratada en su metabolismo. Se demuestra que esta activación se encuentra en coherencia directa con la amplitud del ultrasonido y es ajustable. La cantidad parcial con las células activadas parcialmente de manera biológica es reintroducida en la cantidad restante no sonorizada, por lo cual se provoca una actividad biológica aumentada en las células de la cantidad total.

El procedimiento según la invención es aplicable en un amplio espectro para el tratamiento de residuos biológicos. La condición es la existencia de células vivas (microorganismos) en la sustancia a tratar. La aplicación se refiere por lo tanto a lodos activados, lodos en exceso, lodos digeridos o similares en instalaciones de aguas residuales. La invención sin embargo puede ser utilizada también para el tratamiento de residuos convertibles en compost y estiércol líquido.

Por el aporte de potencia ultrasónica definido, reproducible con precisión y adaptado a la sustancia a tratar, con una alta intensidad y densidad de energía exactamente definida en una cantidad parcial definida, que se efectúa con una amplitud mantenida constante y regulable, se provoca una activación acelerada de las células y por ello del proceso total de la estabilización del proceso biológico. Las condiciones físicas constantes logradas, entre otras cosas la aceleración definida del líquido, son la condición de las actividades biológicas eficientes, como por ejemplo el estímulo del metabolismo de las células, que son asistidas además por la acción uniforme lograda por el volumen y el arremolinamiento por la presión sonora. El aporte óptimo de ultrasonidos ocurre con las células de flujo conocidas... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el tratamiento de residuos biológicos que contienen microorganismos vivientes, bajo aplicación de ultrasonido, en el cual