ES2263683T3 - Composicion microbiologica. - Google Patents
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Abstract
Composición microbiológica que comprende una mezcla de microorganismos con función fotosintética facultativamente fototróficos y bacterias luminosas en una disolución biológica de amplio espectro, en la que en la mezcla están contenidos como microorganismos facultativamente fototróficos proclorofitas, cianobacterias, sulfobacterias verdes, bacterias púrpura, formas similares a Chloroflexus y heliobacterias y formas similares a heliobacterias, así como mezclas de dos o más de los mismos, y como bacterias luminosas, Photobacterium phosphoreum, Vibrio fischeri, Vibrio harveyi, Pseudomonas lucifera o Beneckea o mezclas de al menos dos de las mismas.
Description
Composición microbiológica.
La presente invención se refiere a una nueva
composición microbiológica, a un procedimiento para el tratamiento
de aguas residuales y/o lodos y al uso de la composición
microbiológica.
Se diferencia en las aguas residuales la
denominada agua sucia así como la denominada agua de precipitación.
El agua sucia es el agua cambiada en sus propiedades por consumo
doméstico, industrial, agrícola u otros y efluente por tanto con
tiempo seco. El agua de precipitación procede en cambio de las
precipitaciones en el área de las superficies urbanizadas o
pavimentadas, que desagua y se acumula. Como agua sucia son válidas
también las que se escapan de instalaciones de tratamiento,
almacenes y depósitos de basuras y líquidos acumulados. Las aguas
residuales domésticas provienen de trabajos de fregado, lavado y
limpieza, así como del empleo de instalaciones sanitarias. Las
sustancias contenidas en las mismas pueden presentarse de forma
disuelta, coloidal o como sustancias flotantes, en suspensión y como
sedimento.
Según la Ley alemana de Tasas sobre Aguas
Residuales (AbwAG por sus siglas en alemán), se diferencia entre
distintas categorías de aguas residuales. A este respecto, la
concentración de suciedad está basada en el agua residual
pública.
El agua residual empresarial e industrial
depende en gran medida de su origen respecto al tipo y concentración
de los contaminantes contenidos en la misma. Así, el agua residual
de fábricas de celulosa, azúcar, levadura, destilerías, curtidurías
y fábricas de jabón contiene una alta concentración de contaminantes
inorgánicos. En el agua residual de la industria de la potasa, así
como la minería y salinas, se encuentran en cambio grandes
cantidades de sales, ácidos o
bases.
bases.
La ley alemana AbwAG regula las tasas para el
vertido de agua residual en las aguas. La autorización de un
vertido de agua residual no da derecho sin más al uso sin costes de
las aguas. En la medida en que un vertido de agua residual supere
el denominado "nivel de carga previa de las aguas", hay que
contar con una tasa adicional. Además, el causante del agua residual
está obligado a ocuparse de la depuración del agua residual.
En el tratamiento de agua residual, se
diferencia entre el tratamiento mecánico de agua residual y el
tratamiento biológico de agua residual. En el tratamiento mecánico
de agua residual, se separan las sustancias no disueltas en el agua
residual. Las sustancias gruesas se retienen, por ejemplo, mediante
rejas, arena en trampa de arena, las sustancias en suspensión como
grasas y aceites mediante un separador de sustancias ligeras, las
sustancias depositables o sedimentables (a menudo después de
neutralización) en tanques de sedimentación primaria.
Es conocido por el documento EP 0372520 A2, por
ejemplo, un procedimiento para la reducción de la formación de
babaza e incrustaciones en circuitos de agua, en el que se añaden a
las aguas del circuito microorganismos o mezclas de
microorganismos.
En la depuración biológica de agua residual, se
usan generalmente bacterias aerobias y anaerobias. Mientras que las
aerobias viven con oxígeno libre, las anaerobias necesitan oxígeno
unido químicamente. A este respecto, una serie de bacterias está en
disposición de degradar las aguas residuales tanto en condiciones
aerobias como anaerobias. Es ventajoso en la depuración biológica
aerobia de agua residual la diversidad de la población bacteriana y
la gran amplitud de sustancias degradables. Sin embargo, las
desventajas consisten en que el gran consumo respecto a la
ventilación es demasiado grande.
Aunque en la depuración biológica anaerobia del
agua residual no es deseable oxígeno libre, la especificidad de las
corrientes de agua residual debe ser muy alta. La especificidad
igualmente alta y dependencia recíproca de las anaerobias respecto
a su metabolismo alarga el tiempo de residencia del agua residual en
una instalación semejante.
Los requisitos para la depuración de aguas
residuales son muy altos. Ha de observarse también que el causante
del vertido carga con los costes, en la medida en que, al menos en
un marco determinado, se ocupa de la depuración del agua
residual.
Entretanto, la depuración biológica de agua
residual gana cada vez más importancia respecto a la depuración
mecánica de agua residual. Como ya se ha explicado al principio, las
bacterias utilizadas hasta ahora requieren, según si viven aerobia
o anaerobiamente, condiciones determinadas que han de mantenerse en
las correspondientes instalaciones de depuración de agua residual.
Estas condiciones externas han de mantenerse sin más en la industria
a gran escala construyendo las correspondientes costosas
instalaciones de sedimentación. Sin embargo, en el campo de la
depuración biológica de agua residual, no se han propuesto todavía
posibilidades de solución que abran la posibilidad a empresas
pequeñas o medianas de depurar sus aguas residuales tanto de tipo
inorgánico como orgánico, y satisfacer por tanto los requisitos
legales y simultáneamente proteger así el medio ambiente.
Por tanto, es objetivo de la presente invención
poner a disposición un agente en la depuración biológica de agua
residual que pueda utilizarse directamente, sin que sean necesarias
costosas instalaciones para el tratamiento biológico de agua
residual.
Este objetivo se consigue con la composición
microbiológica según la reivindicación 1.
La presente invención se refiere a una
composición microbiológica que comprende una mezcla de
microorganismos con función fotosintética y bacterias luminosas en
una disolución biológica de amplio espectro.
Las reivindicaciones subordinadas se refieren a
formas de realización preferidas de la composición microbiológica
según la invención.
La presente invención se refiere además a un
procedimiento para el tratamiento de aguas residuales y/o lodos, en
el que las aguas residuales o lodos se mezclan con la composición
microbiológica definida anteriormente antes de la entrada en el
sistema público de alcantarillado.
Las reivindicaciones subordinadas se refieren a
formas de realización especiales del procedimiento según la
invención.
Además, la presente invención se refiere al uso
de la composición microbiológica definida anteriormente para la
depuración de aguas residuales y/o lodos.
Se ha demostrado que la composición
microbiológica según la invención puede usarse directamente in
situ. Esto significa que se introduce una cantidad eficaz de la
composición microbiológica ya en el sistema de tuberías que
desemboca en el sistema público de alcantarillado. Por tanto, es
posible realizar una depuración biológica de agua residual sin
consumo de aparatos o consumo de instalaciones técnicas. La
composición según la invención permanece durante un tiempo
determinado en el sistema de tuberías del causante del agua residual
y depura el agua residual prácticamente in situ, de donde es
desechada.
Es esencial en la invención que la mezcla
microbiológica contenga dos grupos de microorganismos. La
interacción entre los microorganismos con función fotosintética y
las bacterias luminosas conduce a que los microorganismos con
función fotosintética sean estimulados a la fotosíntesis por las
bacterias luminosas. Los microorganismos ejercen la fotosíntesis con
ácido sulfhídrico y agua como reactante y liberan azufre u oxígeno.
Además, pueden unir tanto nitrógeno como fosfato y degradar material
orgánico así como inorgánico.
En la composición microbiológica según la
invención, se prefiere usar microorganismos con función
fotosintética que sean facultativamente fototróficos.
Facultativamente fototrófico significa que los microorganismos
pueden crecer tanto en condiciones anaerobias a la luz como en
condiciones aerobias en la oscuridad.
A las bacterias fotosintéticas pertenecen
bacterias gram-negativas en forma de bacilo y coco,
así como bacterias gram-positivas en forma de coco.
Éstas pueden presentar endoesporas o presentarse sin esporas. Entre
ellas se cuentan, por ejemplo, también actinomicetos y bacterias
relacionadas.
A este respecto, pueden citarse también
organismos que unen nitrógeno. Pertenecen a ellos, por ejemplo,
algas como Anabena nostoc en simbiosis con Azola.
Además, pueden citarse actinomicetos, por ejemplo, Frankia
en simbiosis con alisosy bacterias, como Rhizobium en
simbiosis con leguminosas.
Además, pueden usarse también algas aerobias,
Azotobacter, bacterias oxidantes de metano y sulfobacterias.
Entre ellas se cuentan también sulfobacterias verdes y bacterias
fotosintéticas marrones-verdes. Aquí pueden citarse
también sulfobacterias no violetas y sulfobacterias violetas.
Se prefiere que en la composición microbiológica
según la invención estén incluidas como microorganismos
facultativamente fototróficos proclorofitas, cianobacterias,
sulfobacterias verdes, bacterias púrpura, formas similares a
Chloroflexus y heliobacterias y formas similares a
heliobacilos. Los microorganismos facultativamente fototróficos
anteriormente citados pueden presentarse también en mezclas de dos
o más de los mismos. En una forma de realización muy especial, se
presentan los seis microorganismos citados en la mezcla.
Como ya se ha explicado anteriormente, se lleva
a cabo la depuración de agua residual con la composición
microbiológica según la invención en el sistema de tuberías o
similar del usuario. Sin embargo, la fotosíntesis de los
microorganismos con función fotosintética puede no funcionar allí
sólo con la ayuda de una fuente de luz. La luz que activa la
fotosíntesis procede de las bacterias luminosas que están contenidas
como segundo componente esencial en la composición microbiológica
de la presente invención. Estas bacterias luminosas poseen una
energía luminosa, es decir, están en disposición de emitir cuantos
de luz. Se trata a este respecto de un sistema que transcurre
enzimáticamente. Como ejemplo puede citarse aquí el sistema
luciferina-luciferasa.
En una forma de realización preferida, están
contenidas como bacterias luminosas en la mezcla según la invención
Photobacterium phoshoreum, Vibrio fischeri, Vibrio
harveyi, Pseudomonas lucifera o Beneckea. También es
posible seleccionar una mezcla de al menos dos de las mismas.
Para la optimización de la composición
microbiológica según la invención pueden estar contenidos en la
misma otros componentes. Preferiblemente, son dichos componentes
secundarios extractos de planta, enzimas, oligoelementos,
polisacáridos, derivados de algina, otros microorganismos como los
anteriores. Los componentes secundarios pueden presentase
individualmente o en combinación en la composición microbiológica
según la invención. Los extractos de planta pueden contener, por
ejemplo, llantén.
Se ha demostrado que es favorable añadir enzimas
como, por ejemplo, lipasas.
Como oligoelementos puede contener cualquier
oligoelemento que influya favorablemente en la depuración de agua
residual. Aquí pueden citarse, por ejemplo, sodio, manganeso, cobre,
boro, cinc, hierro, azufre, magnesio, potasio, calcio, fosfato o
mezclas de los mismos.
Puede añadirse también cualquier polisacárido
que sea favorable para la actividad de la presente composición
microbiológica. Se cuentan entre ellos, por ejemplo, melaza de caña
de azúcar o remolacha.
Como derivados de algina se prefiere utilizar
alginatos. Los alginatos sirven para la producción de O_{2}.
Como otros microorganismos puede tenerse en
cuenta cualquier microorganismo que ejerza un efecto positivo sobre
la composición microbiológica según la invención. Se utilizan
preferiblemente lactobacterias. Sin embargo, es también posible
añadir las denominadas Eukomycota como, por ejemplo,
Mastigomycotina, Zygomycotina, Basidiomycotina y/o
Deuteromycotina.
Generalmente, la composición microbiológica
presenta un valor de pH en el intervalo de 3,4 a 4,2. Un intervalo
de valor de pH preferido se encuentra entre 3,4 y 3,8.
Como disolución nutriente para la composición
microbiológica según la invención se usa en general una disolución
que aporta que los componentes contenidos en la misma, especialmente
los microorganismos, puedan vivir sin más en la misma. A este
respecto, es especialmente necesario que la interacción de bacterias
fotosintéticas y bacterias luminosas llegue a ser completamente
eficaz. Se ha mostrado que una disolución nutriente biológica con
melaza, especialmente melaza de caña de azúcar o melaza de
remolacha, es adecuada como componente principal.
Los microorganismos con función fotosintética y
las bacterias luminosas se presentan en la composición
microbiológica según la invención normalmente en una relación de
1:10 a 1:500. Es una relación preferida 1:100.
El procedimiento según la invención para el
tratamiento de aguas residuales y/o lodos se caracteriza porque
puede llevarse a cabo por el causante mismo, sin tener que estar
presentes costosas instalaciones que normalmente son necesarias en
el procesamiento biológico de agua residual.
El procedimiento se lleva a cabo mezclando las
aguas residuales y/o lodos antes de la entrada al sistema público de
alcantarillado con la composición microbiológica anteriormente
definida.
La cantidad a utilizar depende de lo contaminada
que esté el agua residual. Así, puede bastar con añadir un litro por
semana al desagüe, mientras que con contaminación extrema son
necesarios hasta 15 litros por semana.
El procedimiento según la invención puede usarse
notablemente para la depuración de aguas residuales y/o lodos en el
campo de la industria química y farmacéutica, la industria
procesadora de alimentos y carnes, la gastronomía y el sector
hotelero. Las aguas residuales y/o lodos depurados pueden verterse
según la invención libres de olores y sin riesgos para el medio
ambiente en el sistema público de agua residual.
Con la composición microbiológica según la
invención, así como con el procedimiento según la invención, puede
reducirse eficazmente el olor de las aguas residuales, cuando no
incluso eliminarlo. Esto sucede mediante adsorción y
neutralización. Además, se ha demostrado que, especialmente, las
sustancias grasas y similares a grasas pueden separarse, disolverse
y degradarse.
Como ya se ha explicado anteriormente, la
composición microbiológica según la invención puede utilizarse en
muchos campos. En la industria química y farmacéutica se cuenta, por
ejemplo, la industria de descontaminación (descontaminación de
cualquier basura) y aquellas empresas en las que se acumulan
productos químicos de tipo tóxico. Aquí pueden citarse, por
ejemplo, empresas tales como talleres de barnizado. En la metalurgia
se acumulan a menudo especialmente lodos inorgánicos espesos que
pueden tratarse con igual éxito con la composición según la
invención.
En la industria de procesamiento de alimentos y
carnes es adecuado el producto según la invención especialmente para
carnicerías y lecherías.
En la gastronomía, han de citarse especialmente
restaurantes, casas de comidas y cocinas colectivas.
Con la composición microbiológica según la
invención y el procedimiento según la invención para la depuración
de aguas residuales y/o lodos se lleva a cabo un tratamiento
cuidadoso del agua residual. No se observó formación de productos
secundarios tóxicos. El agua residual depurada microbiológicamente
puede verterse sin más en el sistema público de agua residual.
La presente invención es una solución
alternativa a, por ejemplo, depósito, combustión y/o aprovechamiento
de basuras y sustancias tóxicas. Al mismo tiempo, se reducen a este
respecto las sustancias orgánicas residuales en los desagües y
tuberías. Otra ventaja consiste en que las aguas residuales se
tratan exitosamente con respecto a sus molestos olores, de modo que
la emisión de olor baja esencialmente, cuando no incluso se elimina
completamente.
Claims (17)
1. Composición microbiológica que comprende una
mezcla de microorganismos con función fotosintética
facultativamente fototróficos y bacterias luminosas en una
disolución biológica de amplio espectro, en la que en la mezcla
están contenidos como microorganismos facultativamente fototróficos
proclorofitas, cianobacterias, sulfobacterias verdes, bacterias
púrpura, formas similares a Chloroflexus y heliobacterias y
formas similares a heliobacterias, así como mezclas de dos o más de
los mismos, y como bacterias luminosas, Photobacterium
phosphoreum, Vibrio fischeri, Vibrio harveyi, Pseudomonas
lucifera o Beneckea o mezclas de al menos dos de
las
mismas.
mismas.
2. Composición microbiológica según la
reivindicación 1, caracterizada porque contiene además como
componentes secundarios extractos de planta, enzimas,
oligoelementos, polisacáridos, derivados de algina, otros
microorganismos individuales o en combinación.
3. Composición microbiológica según la
reivindicación 2, caracterizada porque como enzima están
contenidas lipasas.
4. Composición microbiológica según la
reivindicación 2, caracterizada porque los oligoelementos son
sodio, manganeso, cobre, boro, cinc, hierro, azufre, magnesio,
potasio, calcio, fosfato o mezclas de los mismos.
5. Composición microbiológica según la
reivindicación 2, caracterizada porque como polisacáridos
están contenidas especialmente melaza de caña de azúcar o
remolacha.
6. Composición microbiológica según la
reivindicación 2, caracterizada porque como derivados de
algina están contenidos alginatos.
7. Composición microbiológica según la
reivindicación 2, caracterizada porque como otro
microorganismo están contenidas lactobacterias.
8. Composición microbiológica según al menos una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
presenta un valor de pH en el intervalo de 3,4 a 4,2.
9. Composición microbiológica según la
reivindicación 8, caracterizada porque el valor de pH se
encuentra en el intervalo de 3,4 a 3,8.
10. Composición microbiológica según al menos
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
los microorganismos con función fotosintética y las bacterias
luminosas están contenidas en una relación de 1:10 a 1:500,
preferiblemente 1:100.
11. Composición microbiológica según al menos
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
la concentración de las bacterias se encuentra en el intervalo de
2-3%.
12. Procedimiento para el tratamiento de aguas
residuales y/o lodos con las etapas de:
a) mezclado de aguas residuales o lodos con una
composición microbiológica según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 11;
b) vertido de las aguas residuales mezcladas en
el sistema público de alcantarillado.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque la composición se añade en una cantidad
de 1 l/semana a 15 l/semana.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
13 para la depuración de aguas residuales y/o lodos en el campo de
la industria química y farmacéutica, de la metalurgia, de la
agricultura, de la industria procesadora de alimentos y carnes, de
la gastronomía y del sector hotelero.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque las aguas residuales y/o lodos depurados
se vierten libres de olores y sin riesgos para el medio ambiente en
el sistema público de agua residual.
16. Uso de una composición microbiológica según
al menos una de las reivindicaciones 1 a 11 para la depuración de
aguas residuales y/o lodos.
17. Uso según la reivindicación 16 para la
industria química y farmacéutica, la metalurgia, la agricultura, la
industria procesadora de alimentos y carnes, la gastronomía y el
sector hotelero.
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