Degradación microbiana de pintura de base acuosa que contiene altos niveles de disolvente orgánico.

Un método para reducir la demanda química de oxígeno en agua, que comprende una pintura de base acuosa con carga de disolvente orgánico, en donde el agua contiene una cantidad en exceso de disolvente orgánico a partir de una o ambas operaciones de pulverización de pintura y operaciones de limpieza de la boquilla de pulverización de pintura, comprendiendo el método añadir al agua una cantidad reductora de la DQO eficaz de al menos dos cultivos de microorganismos y micronutrientes para sostener el crecimiento de los al menos dos cultivos de microorganismos, en donde la demanda química de oxígeno en el agua se reduce en al menos un 50 % respecto al mismo sistema sin añadir los micronutrientes, en donde los al menos dos cultivos de micronutrientes comprenden un cultivo fúngico y un cultivo bacteriano y en donde el cultivo fúngico comprende un cultivo del género Cunninghamella.

Degradación microbiana de pintura de base acuosa que contiene altos niveles de disolvente orgánico Campo técnico

Esta invención se refiere a un método para la degradación de pintura de base acuosa que contiene altos niveles de disolvente orgánico. Más particularmente, la invención se refiere a un novedoso método biológico para la degradación de pintura de base acuosa, a su aplicación para la eliminación de la pegajosidad de la pintura, y la reducción de la demanda química de oxígeno, en la que la pintura de base acuosa contiene altos niveles de disolvente orgánico.

Antecedentes de la invención

La eliminación de la pegajosidad de materiales pegajosos en sistemas acuosos es un problema habitual en muchas operaciones industriales. Particularmente en la industria del automóvil, los productos se recubren o pintan en áreas cerradas denominadas cabinas de pulverización de pintura. Una porción significativa de la pintura se sobrepulveriza, es decir, no se transfiere al objeto que se está recubriendo. Tal pintura residual generalmente se denomina pintura sobrepulverizada y normalmente se recoge en agua para un tratamiento posterior del residuo.

La pintura es un material pegajoso y tiende a coagular y adherirse a las superficies de la cabina de pulverización, por lo que debe retirarse continuamente de la cabina para evitar el bloqueo del sistema de agua de recirculación. La aglomeración y acumulación de pintura sobrepulverizada en el suministro de agua de los sistemas de recirculación da como resultado problemas graves tales como bloqueo de las tuberías y bombas que hacen circular el agua, y una acumulación de pintura en las paredes de la cabina. Cuanta más pintura se pulveriza en la cabina, la pintura sobrepulverizada retirada del aire se acumula en el agua en forma de un lodo similar al alquitrán que puede obturar las bombas y tuberías en el sistema de agua de recirculación de la cabina de pulverización de pintura.

Adicionalmente, este lodo es extremadamente difícil de retirar de la bomba, las tuberías, el depósito y otras

superficies internas del sistema. La acumulación de pintura sobrepulverizada en el fondo del depósito de agua crea también un problema grave cuando el sistema se limpia periódicamente, requiriéndose mucho esfuerzo para retirar la gran acumulación de pintura sobrepulverizada en el fondo del depósito.

Para mantener un funcionamiento eficaz de las cabinas de pulverización de pintura, comúnmente se emplean agentes de eliminación de la pegajosidad en el sistema de agua de recirculación. Eliminar la pegajosidad de la pintura elimina o minimiza las propiedades pegajosas de la pintura, evitando de esta manera que la pintura

sobrepulverizada se adhiera a las paredes de la cabina de pulverización. Por ejemplo, para retirar la pintura de base

acuosa del agua de recirculación, se añaden agentes de coagulación que desestabilizan la solución de pintura reduciendo la carga negativa de la partícula. El proceso de desestabilizar tales soluciones se denomina coagulación. La floculación sigue a este proceso de tratamiento, donde las partículas desestabilizadas se inducen a unirse, haciendo contacto y formando grandes aglomerados.

La eliminación de la pegajosidad implica también la adsorción del material añadido a una partícula de pintura, que es similar a un coagulante. Sin embargo, no todos los eliminadores de la pegajosidad se reconocen como coagulantes. Por ejemplo, las arcillas inorgánicas son eliminadores de la pegajosidad pero no se comportan como coagulantes. Esto se debe a que no tienen una carga catiónica global y, por lo tanto, no aglomeran partículas, que generalmente tienen una carga negativa. Además, no todos los coagulantes son eliminadores de la pegajosidad eficaces, puesto que un eliminador de la pegajosidad después de la absorción de la partícula de pintura debe hacer también a la pintura no pegajosa.

Se han usado diversos compuestos inorgánicos como agentes floculantes y de coagulación en los sistemas de tratamiento de agua de una cabina de pulverización de pintura. Sin embargo, el uso de agentes inorgánicos tiene desventajas tales como altos volúmenes de desechos residuales. Además, los agentes inorgánicos no son eficaces para eliminar la pegajosidad de las pinturas con disolvente. Por lo tanto, es muy importante tratar el agua en la cabina de tal manera que se haga no pegajoso al material de pintura sobrepulverizada, de manera que se separe fácilmente por sí misma del agua, no se adhiera a las paredes, tuberías, bombas y otras partes internas del sistema de la cabina de pulverización. También es deseable flocular las partículas de pintura para formar un lodo de flotación del que se ha eliminado la pegajosidad. Y, también es deseable reducir el disolvente dañino residual.

La pintura sobrepulverizada contiene diversos compuestos orgánicos, algunos de los cuales también son peligrosos, tales como naftaleno y tolueno, y estos materiales así como los pigmentos de pintura, vehículos y resinas requieren tratamiento. Un método conveniente y aceptado oficialmente para determinar el contenido orgánico del agua residual y estimar la eficacia de un proceso para reducir la cantidad de compuestos orgánicos es medir la demanda química de oxígeno usando un método tal como ISO 66:1989 o similar. La demanda química de oxígeno (DQO) está basada en el hecho de que casi todos los compuestos orgánicos pueden oxidarse completamente a dióxido de carbono usando un agente oxidante fuerte, tal como ácido crómico, en condiciones altamente ácidas. La DQO se ha usado desde hace mucho tiempo para tales análisis y es un método muy fiable. La DQO se presenta en miligramos

por litro de oxígeno requerido para la oxidación de los materiales orgánicos en una muestra dada. Cuanto mayor es la demanda, mayor es la cantidad de material orgánico en la muestra.

Pueden desarrollarse también otros problemas en los sistemas de cabina de pulverización. Por ejemplo, los depósitos de pintura pegajosa son excelentes fuentes de alimento para microorganismos introducidos de forma involuntaria, tales como bacterias y hongos. A menudo estos microorganismos introducidos de forma involuntaria pueden provocar problemas de olor y corrosión puntual en el sistema.

El residuo final del proceso de pintado en la fabricación de un automóvil es en forma de lodo. Puesto que el lodo puede contener productos químicos peligrosos tales como naftaleno y tolueno, el lodo puede considerarse un residuo tóxico. Por lo tanto, la evacuación del lodo puede presentar otro problema para la industria. No solo su evacuación requiere mayor inversión, sino que también el lodo a evacuar debe satisfacer las estrictas regulaciones medioambientales del gobierno. Por lo tanto, es adicionalmente deseable retirar el disolvente durante la eliminación de la pegajosidad.

Puesto que tanto la calidad como la cantidad de lodo determinan el coste de evacuación final, es deseable retirar los compuestos químicos peligrosos y otros sólidos biodegradables del lodo tanto como sea posible para reducir el coste de evacuación del lodo de pintura. De esta manera, un lodo desprovisto de compuestos químicos peligrosos puede considerarse un residuo normal y el coste de evacuación se reduciría entonces, mientras que un menor volumen de lodo producido se traduciría en un coste de evacuación reducido.

En los últimos años, la necesidad de reducir las emisiones de disolventes ha dado como resultado la reducción de pinturas basadas en disolvente o de base de disolvente, y un aumento en el uso de las pinturas de base acuosa o basadas en agua. Debido a que las propiedades hidróf¡las de las composiciones de recubrimiento de base acuosa hacen a tales composiciones fácilmente dispersables o solubles en agua, la retirada de los sólidos de la pintura comprendidos de componentes tales como resinas orgánicas, pigmentos y disolventes orgánicos, de la pintura de base acuosa sobrepulverizada normalmente requiere el uso de diferentes procesos de eliminación de pegajosidad en las cabinas de pulverización de pintura cuando en comparación con las pinturas basadas en disolvente. Aunque el uso de las pinturas basadas en disolvente o de base de disolvente ha disminuido, aún se usan en algunos mercados y locales, aunque en la mayoría de los lugares las regulaciones medioambientales requieren la retirada de los disolventes de una manera medioambientalmente aceptable.

Aunque se han usado microorganismos en los sistemas de eliminación de la pegajosidad de la pintura de cabina de pulverización durante algún tiempo, en algunos casos se ha encontrado que la reducción de la DQO es inadecuada o menor que la deseada. Una razón para este problema es que en algunas... [Seguir leyendo]

1. Un método para reducir la demanda química de oxígeno en agua, que comprende una pintura de base acuosa con carga de disolvente orgánico, en donde el agua contiene una cantidad en exceso de disolvente orgánico a partir de una o ambas operaciones de pulverización de pintura y operaciones de limpieza de la boquilla de pulverización de pintura, comprendiendo el método añadir al agua una cantidad reductora de la DQO eficaz de al menos dos cultivos de microorganismos y micronutñentes para sostener el crecimiento de los al menos dos cultivos de microorganismos, en donde la demanda química de oxígeno en el agua se reduce en al menos un 5 % respecto al mismo sistema sin añadir los micronutrientes, en donde los al menos dos cultivos de micronutrientes comprenden un cultivo fúngico y un cultivo bacteriano y en donde el cultivo fúngico comprende un cultivo del género Cunninghamella.

2. El método de la reivindicación 1 en el que el cultivo fúngico comprende un cultivo de un hongo de podredumbre blanca.

3. El método de la reivindicación 2 en el que el cultivo fúngico comprende un cultivo del género Phanerochaete.

4. El método de la reivindicación 3 en el que el cultivo fúngico comprende un cultivo de Phanerochaete chrysosporium o sus mutantes o derivados.

5. El método de la reivindicación 3 en el que el cultivo fúngico comprende un cultivo de Phanerochaete sórdida o sus mutantes o derivados.

6. El método de la reivindicación 3 en el que el cultivo fúngico comprende un cultivo del género Trametes.

7. El método de la reivindicación 6 en el que el cultivo fúngico comprende un cultivo de Trametes versicolor o sus mutantes o derivados.

8. El método de la reivindicación 1 en el que el cultivo bacteriano comprende un cultivo de Bacillus sp., un cultivo de Pseudomonas sp. o una combinación de cultivos de dos o más especies cualquiera de Bacillus sp. o de Pseudomonas sp.

9. El método de la reivindicación 8 en el que el cultivo bacteriano comprende un cultivo de Bacillus subtilis o sus mutantes o derivados.

1. El método de la reivindicación 8 en el que el cultivo bacteriano comprende un cultivo de Pseudomonas fluorescens o sus mutantes o derivados.

11. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los al menos dos cultivos de microorganismos comprenden una combinación de un cultivo de Phanerochaete sórdida o sus mutantes o derivados, un cultivo de Cunninghamella elegans o sus mutantes o derivados, un cultivo de Bacillus subtilis o sus mutantes o derivados y un cultivo de Pseudomonas fluorescens o sus mutantes o derivados.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que se añade al agua de aproximadamente el ,1 a aproximadamente el 1 % (p/v) de al menos un nutriente.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el agua que comprende una pintura de base acuosa con carga de disolvente orgánico procede del agua residual de una cabina de pintura industrial.

14. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los micronutrientes comprenden nitrógeno y fósforo.

15. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los micronutrientes comprenden adicionalmente manganeso, hierro, molibdeno, cobre, cinc o una mezcla de dos o más cualesquiera de los mismos.