Método para eliminar contaminantes de agua de producción.

El uso de microalgas originarias de cultivos de algas que han pasado a traves de un proceso de selecciónnatural que las adapta at entorno de agua de producción procedente de un proceso para la producción de petróleoen un método para la eliminación de contaminantes de dicha agua de producción.

Mod° para eliminar contaminantes de agua de produccion.

CAMPO DE LA INVENCION

Esta invenciOn se refiere a un metodo para mejorar la calidad de efluente originario del proceso de la producciOn industrial de petroleo, que se denomina habitualmente como agua de producción. Mas especificamente, esta invencion se refiere a un metodo mediante el cual la concentración de contaminantes en el agua de produccion puede reducirse eliminando dichos contaminantes utilizando cuttivos de microalgas que estan adaptados de forma

natural al entomb hostil que representa el agua de producción.

FUNDAMENTO DE LA INVENCION

El incremento creciente en el estudio de microorganismos tales coma microalgas, algunos hongos (por ejemplo levaduras) y bacterias se debe a su importancia esencial en diversos segmentos de la economia.

Durante los Oltimos anos, ha habido un gran interes en el potencial biotecnologico de microalgas, y se han realizado

muchas investigaciones a este respecto en diversas areas tales como nutricion, salud humana y animal, la produccion de energia, la producción de compuesto que son utiles en las industrias alimentaria, quimica y farmaceutica, y en el tratamiento de aguas residuales para destoxificaciOn biologica y la eliminacion de metales pesados, por mencionar solo unos pocos. (Borowitzka, 1993; Certik & Shimizu, 1999; Kirk & Behrens, 1999; Leman, 1997; Bruno, 2001; Grobbelaar, 2004; Richmond, 2004) .

Enel caso específico en el que se usan microalgas para eliminar contaminantes, tal como en el tratamiento de las

aguas residuales de muchos procesos industriales, algunos compuestos de beneficio agricola que son eliminados por las microalgas Ilegan a formar parte de la biomasa resuttante, y esta tambien puede usarse coma biofertilizante, no solamente en el context° de la agriculture.

TECNICA RELACIONADA

Existen, en este momento, diversas aplicaciones que usan microalgas para purificar efluentes domesticos e industriales, que pueden encontrarse en la bibliografia científica internacional. Entre estos, pueden mencionarse:

a) Microalgas usadas en la purificacion de efluentes domesticos.

Es posible obtener biomasa mixta (microalgas y bacterias) que crece en efluentes domesticos donde existe un efluente organic° que actua como una fuente de nutrientes para estos microorganismos. El efluente domestic° 30 essometido a agitacion y es expuesto a la luz del sol durante varios dies de modo que tenga lugar el crecimiento de algas adecuado.

Al final del este proceso, conocido como tratamiento secundario, el efluente se separa de la biomasa mixta con una baja concentraciOn de materia organica y un alto contenido de oxigeno disuelto. Las microalgas usadas para este proceso incluyen los generos Scenedesmus sp y Chlorella sp (Borowitzka, M & Borowitzka L. Micro-algal

biotechnology, 1989) .

b) Microalgas usadas en la purificacion de efluentes industriales.

Existen tratamientos de efluentes industriales (tratamiento terciario) en el que el CO2 y otros compuestos contaminantes son eliminados por microalgas ubicadas en las secciones de centrales generadoras de energia a partir de las cuales escapan contaminantes atmosfericos (por ejemplo, centrales termicas) .

0 Recientemente se han aislado cianobacterias que son capaces de promover la eliminacion del CO2 presente en gases de combust& industriales a temperaturas de aproximadamente 50°C. Existen tratamientos de efluentes industriales que usan la capacidad de microalgas para realizar intercambio ionic° para concentrar compuestos metalicos en solucion en agua, separando la biomasa contaminada del efluente liquid () purificado at final del proceso. (Derner, R.B., Ohse, S., Villela, M. De Carvalho, S.M. & Fett, R. Ciencia Rural, v 36 no. 6, diciembre de

2006) .

El documento JP 2004/194567 desvela un metodo que comprende someter a una chlorefia de tipo silvestre a tratamiento de varied& y seleccionar la variante que tiene capacidad de asimilaci& de hidrocarburos. El documento US 6.416.993 desvela un metodo para tratar un sistema de agua, poniendola en contacto secuencialmente con microorganismos procariotas. El documento US 2003/0211594 desvela una cepa de

microalgas ütil pare la remedied& de aguas residuales.

A continuacion se mencionan procedimientos de tratamiento terciario convencionales sin un componente biologico:

- Burbujeo con gas (separación o "stripping")

- Intercambio ionic°

- Filtracion con membrana

-Adsorción en carb6n activado

- Adsorción en zeolitas sinteticas.

Sin embargo, en el context° de la industria petrolifera, existe una necesidad del tratamiento de efluente industrial originario de la producciOn de petroleo, normalmente denominado como agua de producción, cuyo tratamiento normalmente implica el uso de instalaciones y reactivos adecuados para eliminar los contaminantes presentes que,

ademas de en los castes operativos inherentes tambien incurre en los castes de los suministros quirnicos que son necesarios para su funcionamiento.

Esta invencion se refiere a un metodo economic° y eficaz para eliminar contaminantes de agua de produccion, ademas de representar un avance en procesos industriales en lo que respecta a aspectos medioambientales.

RESUMEN DE LA INVENCION

Esta invenciOn proporciona el uso de microalgas originarias de cultivos de algas que han pasado a traves de un proceso de selecciOn natural que las adapta al entomo del agua de producción procedente de un proceso para la producciOn de petr6leo en un metodo para la eliminacion de contaminantes de dicha agua de producciOn.

La innovacion se basa en el descubrimiento de que existen microalgas capaces de crecer y desarrollarse en condiciones severas -tales como aquellas que se obtienen en agua de produccion -lo que normalmente limita el crecimiento de un cultivo de rnicroalgas, en el que dichas condiciones severas se caracterizan par la presencia de compuestos quimicos de toxicidad conocida (par ejemplo sulfuros, fosfatos, amoniaco, hidrocarburos poliaromaticos) en este tipo de efluente industrial.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

La figura 1 es un grafico que muestra la disminucion de la concentracion de amoniaco en agua de producción de control frente al tiempo (en días) . Esto proporciona pruebas de la bioasimilacion de amoniaco por las microalgas.

La figura 2 es un grafico que muestra la disminución de la concentración de fosfato en agua de producción entrante frente al tiempo (en dias) .

Las figuras 3, 4 y 5 muestran graficos que ilustran la disminución de la concentraciOn de fosfato en agua de produccion frente al tiempo (en dras) para muestras que contienen Cyanobium sp.

DESCRIPCIoN DETALLADA DE LA INVENCIoN

Esta invencion se refiere al aislamiento de cepas de microalgas cuyo desarrollo ya ha pasado a traves de un proceso de seleccion natural en el entorno en el que se encentran, y esto hace posible que sean usadas para el tratamiento de agua de produccion.

En una realizacion, los contaminantes eliminados del agua de produccion son contaminantes de amoniaco y fosfato.

Despues de estas algas han crecido durante un periodo de tiempo especifico, tiene lugar una caida de los

contaminantes en el agua de produccion debido a los procesos metabolicos de las algas (por ejemplo fotosintesis) , lo que proporciona una mejora sustancial de la calidad del agua de produccion, en particular en lo que atane a su toxicidad.

Despues de que la biomasa de las microalgas presentes ha sido eliminada (mediante procesos de separación) , el agua de produccion tratada de esta manera es de mejor calidad desde el punto de vista medioambiental.

En una realizacion, el uso de acuerdo con esta invenciOn comprende:

a) aislar e identificar cepas de microalgas de la region en investigaciOn que son capaces de crecer en el media presente

b) realizar bioensayos estaticos o pruebas de crecimiento para proporcionar pruebas del crecimiento de microalgas en el medio o en un medio que contiene otro medio de cultivo y el medio, y

C) Ilevar a cabo analisis quimicos que proporcionan pruebas de la eliminacion de contaminantes (por ejemplo amoniaco y fosfato) presentes en el medio.

El bioensayo o la prueba de crecimiento pueden realizarse en un laboratorio o fuera de lima.

De acuerdo con esta invencion, en investigaciones realizadas en agua de produccion a traves del aislamiento de cepas de microalgas (originarias de la regiOn nororiental de Brasil) que ya han experimentado un proceso de selecciOn natural, ha sido posible obtener tasas... [Seguir leyendo]

1. El uso de microalgas originarias de cultivos de algas que han pasado a traves de un proceso de seleccion

natural que las adapta at entomb de agua de producción procedente de un proceso para la produccion de petrOleo en un metodo para la eliminaciOn de contaminantes de dicha agua de producción.

2. El uso de microalgas de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que los contaminantes eliminados de dicha agua de produccion son contaminantes de amonfaco y fosfato.

3. Un uso de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que las microalgas comprenden aquellas del genero Cyanobiumspy/o Phormidiumsp.

4. Unuso de acuerdo con la reivindicacion 1 6 3, en el que las microalgas comprenden aquellas de uno o Inas de los generos Pseudoanabaena sp, Amphorasp, MonoraphidiumspyChlorellasp.

5. Unuso de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, que comprende las etapas de:

a) aislar e identificar cepas de microalgas de la region en investigacion que son capaces de crecer en el medio presente,

b) realizar un bioensayo estatico o prueba de crecimiento para proporcionar pruebas del crecimiento de microalgas en el medio o en un medio que contiene el medio y otro medio de cultivo, y

C) Ilevar a cabo un analisis quimico que proporciona pruebas de la eliminacion de contaminantes del medio.

6. Unuso de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el bioensayo o la prueba de crecimiento se realiza en un laboratorio o de otra forma fuera de lima.

- --*—Phormidium Cianobitsn

1 2 3 4 5 6 9 10 11 Tiempo [dies]

FIG.

- 4-bon microsigas -is-control t sin microsigiss)

Tiempo [dies]

FIG. 2

•

•

• 0.18 0, 18 7.7. 0.14

- 0 0, 08 al 0.06 j 0.04. 0, 02 0 2. .

4. Tiempo (dies] FIG. 3 ague de produceidn iestrada) --IF— ague de product:kin isalidal

1, 2

1

—.4.—ague de produecion lentrada] —MI--ague de prodsocien Isalidej

0 2 Tiempo plias] 3 4

FIG. 4

+1

2ri

—0--aqua de produccian entada)

ague de produccien ( sada)

3

2

Tiempo [dies]

FIG. 5