Procedimientos de purificación biológica de residuos o agua residual.

Un procedimiento de purificación de un ambiente de desechos que comprende separar una parte del ambiente de desechos y tratar la parte separada del ambiente de desechos para inactivar o disminuir los microorganismos naturales,

añadiendo microorganismos en aumento a la parte tratada del ambiente de desechos en un biorreactor, hacer crecer y aclimatar simultáneamente, al ambiente de desechos a tratar, un cultivo microbiológico de los microorganismos en aumento en el biorreactor y descargar el cultivo microbiológico en el ambiente de desechos; en el que el ambiente de desechos es agua residual o de vertedero, y los microorganismos en aumento son adecuados para biodegradar los contaminantes en el ambiente de desechos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/034623.

Solicitante: GENERAL ELECTRIC COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1 RIVER ROAD SCHENECTADY, NY 12345 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WANG,SIJING.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C02F3/34 SECCION C — 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 microorganismos utilizados.

PDF original: ES-2537065_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimientos de purificación biológica de residuos o agua residual Campo de la invención La presente invención se refiere a procedimientos para purificar residuos y más concretamente a procedimientos biológicos para purificar residuos.

Antecedente de la invención En condiciones normales, los residuos se descomponen gradualmente o se biodegradan por los microorganismos naturales del medio ambiente. Sin embargo, las reacciones de biodegradación están impedidas a menudo por fluctuaciones ambientales, tales como cambios de temperatura, pH, salinidad, agua y suministro de aire. Los residuos, tales como las aguas residuales y los residuos sólidos, se pueden purificar por procedimientos biológicos mediante bioaumento, que es la introducción de un grupo de microorganismos no naturales o varientes diseñadas mediante ingeniería genética para acelerar la biodegración del residuo y el retorno del medio ambiente alterado por contaminantes a su estado original.

Algunos inconvenientes principales del bioaumento son que los microorganismos seleccionados para el bioaumento pueden no prosperar en su nuevo ambiente y tendrán poco o ningún impacto en el tratamiento del residuo. La supervivencia corta o la ausencia de crecimiento de los microorganismos pueden estar producidas por la activación, aclimatación y proliferación inadecuadas de los microorganismos en el ambiente de desechos a tratar.

Los intentos anteriores de bioaumento han implicado microbios en crecimiento o que han proliferado en un equipo o un sistema al que se ha suministrado externamente una fuente principal de nutrientes. Como resultado, los microbios aumentados se han aclimatado al medio ambiente que se va a tratar en una etapa adicional. Los microbios insuficientemente aclimatados experimentarán una supervivencia corta o una ausencia de crecimiento en el sistema de tratamiento de residuos.

El documento US-A-5427944 divulga un cultivo mixto de bacterias para biodegradar hidrocarburos aromáticos policíclicos contaminantes e incluye Achromacbacter sp. y Mycobacterium sp. que se han hecho crecer conjuntamente y aclimatarse gradualmente a utilizar los hidrocarburos aromáticos policíclicos como fuente primaria de alimento. El cultivo mixto de bacterias se puede utilizar para la biorremediación in situ o ex situ de suelos contaminados, o en cualquiera de diversos bioreactores convencionales para tratar líquidos contaminados tales como lixiviados de vertederos, aguas subterráneas o efluentes industriales. Las bacterias, los nutrientes usados para sostener el crecimiento de las bacterias, y los productos de los hidrocarburos son todos sustancialmente perjudiciales para el medio ambiente.

El documento WO-A-02/083577 divulga un equipo y un procedimiento para mejorar el rendimiento de una planta de tratamiento de líquidos y en concreto en plantas de tratamiento de aguas residuales. Se recoge una muestra del flujo de entrada de líquido y se siembra con bacterias seleccionadas para aumentar el rendimiento de los componentes aguas abajo de la planta. La muestra sembrada se retiene durante un periodo suficiente para garantizar que las bacterias inyectadas pueden reproducirse mediante aclimatación libre de tal manera que las bacterias cultivadas en la muestra corresponden a las características del flujo de entrada. La muestra y las bacterias cultivadas que contiene se reincorporan de nuevo al flujo de entrada.

El documento US-A-5840182 divulga un equipo para contener un cultivo de microorganismos en crecimiento exponencial activo y administrar un suministro de microorganismos a un entorno que contiene residuos, para bioaumentar la biodegradación de los residuos.

El documento US-A-5882917 divulga un procedimiento de supervivencia para un microorganismo extraño que comprende las etapas de perturbar el estado de equlibrio de un ecosistema en el que en el que coexisten varias clases de microorganismos, para llevar temporalmente el ecosistema a un estado de no equilibrio, y a continuación introducir un microorganismo extraño en el ecosistema. Existen tres estados de equilibrio implicados, que comprenden un primer estado en el que el ecosistema está en equilibrio, un segundo estado en el que el ecosistema se convierte en un estado que no está en equilibrio, y un tercer estado en el que el ecosistema se convierte a un nuevo estado de equilibrio para proporcionar un nicho ecológico para la supervivencia de un microorganismo extraño introducido en el ecosistema. Los microorganismos extraños se usan también en un procedimiento para remediar un entorno contaminado con un contaminante.

Sería deseable proporcionar procedimientos de bioaumento mejorados para purificar residuos.

Sumario de la invención La invención es un procedimiento para purificar un ambiente de desechos que comprende separar una parte del ambiente de desechos y tratar la parte separada del ambiente de desechos para inactivar o disminuir los microorganismos naturales, añadiendo microorganismos en aumento a la parte tratada del ambiente de desechos en

un biorreactor, hacer crecer y aclimatar simultáneamente en el ambiente de desechos que se va a tratar un cultivo microbiológico de los microorganismos en aumento en el biorreactor y descargar el cultivo microbiológico al ambiente de desechos; en el que el ambiente de desechos es agua residual o un vertedero, y los microorganismos en aumento son adecuados para biodegradar los contaminantes en el ambiente de desechos.

La invención proporciona procedimientos mejorados para el bioaumento in situ que tienen periodos simultáneos de aclimatación y de crecimiento y costes reducidos, y se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es un dibujo esquemático que representa gráficamente una realización ilustrativa de un procedimiento para purificar aguas residuales.

La Figura 2 es un dibujo esquemático que representa gráficamente una realización ilustrativa de un procedimiento para purificar aguas residuales.

La Figura 3 es una gráfica que muestra el crecimiento celular tal como se ha medido mediante densidad óptica. La gráfica representa una densidad óptica a una longitud de onda de 600 nm frente al tiempo en horas.

La Figura 4 es una gráfica que muestra el crecimiento celular tal como se ha medido mediante densidad óptica. La gráfica representa una densidad óptica a una longitud de onda de 600 nm frente al tiempo en horas.

Descripción detallada de la invención Las formas singulares "un", "uno", y "el" incluyen los referentes plurales a no ser que el contexto dicte claramente otra cosa. Los puntos finales de todos los intervalos que enumeran la misma característica se pueden combinar independientemente entre sí e incluyen el punto final citado.

El modificador "aproximadamente" usado junto con una cantidad incluye el valor indicado y tiene el significado que dicta el contexto (incluye, por ejemplo, los intervalos de tolerancia asociados con la medida de la cantidad concreta) .

"Opcional" u "opcionalmente" significa que el acontecimiento o circunstancia principal descrito a continuación puede suceder o no, o que el material identificado posteriormente puede estar o no presente, y que la memoria descriptiva incluye casos en los que se produce el acontecimiento o circunstancia o en los que está presente el material, y casos en los que no se produce al acontecimiento o circunstancia o el material no está presente.

El procedimiento para purificar un ambiente de desechos comprende tratar una parte del ambiente de desechos para inactivar o disminuir los microorganismos naturales, añadir microorganismos en aumento al ambiente de desechos tratado, haciendo crecer y aclimatar simultáneamente un cultivo microbiológico y descargando el cultivo microbiano al ambiente de desechos.

El ambiente de desechos contiene contaminantes o residuos que necesitan eliminarse. El ambiente de desechos que se va a purificar es el de aguas residuales industriales o municipales o de vertederos, que están contaminadas con compuestos o contaminantes indeseables, tales como diversos compuestos orgánicos, elementos minerales, contaminantes de nitrógeno o contaminantes de fosfato. En condiciones normales, los contaminantes se descomponen gradualmente o se biodegradan por microorganismos autóctonos en el ambiente de desechos. Cuando los contaminantes no son fácilmente biodegradables, no se puede producir la biodegradación o se puede producir a una velocidad más lenta.

En una realización, el ambiente de desechos es agua residual, que se puede pretratar para eliminar o reducir la materia sólida residual. En otra realización, el agua residual se puede cribar para eliminar los sólidos gruesos. En otra realización, se pueden... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de purificación de un ambiente de desechos que comprende separar una parte del ambiente de desechos y tratar la parte separada del ambiente de desechos para inactivar o disminuir los microorganismos naturales, añadiendo microorganismos en aumento a la parte tratada del ambiente de desechos en un biorreactor, hacer crecer y aclimatar simultáneamente, al ambiente de desechos a tratar, un cultivo microbiológico de los microorganismos en aumento en el biorreactor y descargar el cultivo microbiológico en el ambiente de desechos; en el que el ambiente de desechos es agua residual o de vertedero, y los microorganismos en aumento son adecuados para biodegradar los contaminantes en el ambiente de desechos.

2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que tratar una parte del ambiente de desechos comprende calentar, pasteurizar, esterilizar o tratar el ambiente de desechos para reducir o inactivar los microorganismos naturales viables.

3. El procedimiento de la reivindicación 2 en el que la parte del ambiente de desechos se calienta a al menos aproximadamente 50 ºC durante un periodo de tiempo de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 1 hora.

4. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que tratar una parte del ambiente de desechos comprende filtrar el 15 ambiente de desechos a través de una membrana.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la membrana comprende una membrana de microfiltración o de ultrafiltración.

6. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que los microorganismos en aumento son añadidos en una concentración celular de al menos aproximadamente 1 x 104 ufc por mililitro de fluido.

7. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el biorreactor es un biorreactor de bioaumento in situ localizado en el sitio del ambiente de desechos.

8. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior para purificar agua residual, que comprende además, tras descargar el cultivo microbiológico al agua residual, hacer proliferar el cultivo microbiológico en el ambiente de desechos para descomponer la materia orgánica e inorgánica en el agua residual y separar el agua residual purificada de la biomasa.


 

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