ES2313360T3 - Mejora de la calidad de un fango. - Google Patents
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Abstract
El uso de una cantidad eficaz de un biocida hidrosoluble no oxidante en la mejora de la calidad de los fangos, mediante la reducción de la tendencia de los fangos al abultamiento, en el que el biocida comprende un compuesto de fosfonio sustituido con alquilo, una fosfina sustituida con alquilo, un condensado de fosfina sustituida con alquilo, o un compuesto de amonio cuaternario polimérico.
Description
Mejora de la calidad de un fango.
La presente invención se refiere al uso de
biocidas hidrosolubles en la mejora de la calidad de los fangos, y
en particular al uso de biocidas hidrosolubles no oxidantes en la
mejora de la calidad de los fangos mediante la reducción de la
tendencia de los fangos al abultamiento.
En el procesamiento de aguas residuales de
fuentes tanto industriales como municipales, la calidad del fango
puede variar. Se prefiere tener un fango de buena calidad, que no
tenga tendencia al abultamiento y que tenga una velocidad de
sedimentación relativamente elevada, y que por lo tanto se pueda
separar fácilmente del agua clarificada. De lo contrario, es
probable que el agua descargada sea turbia, y por lo tanto
contaminará el agua en la que se descargue (p.ej., agua de
río).
En particular, es preferible que haya niveles
relativamente bajos de bacterias filamentosas presentes en los
fangos, y/o bacterias filamentosas relativamente cortas, ya que la
presencia de las bacterias filamentosas, y en particular la
presencia de las de longitudes mayores, puede provocar el
abultamiento de los fangos.
También es preferible que haya protozoos y/u
otros organismos superiores, que incluyen gusanos, presentes en los
fangos, ya que éstos mejoran la calidad de los fangos. Esto se debe
a que muchos protozoos y rotíferos en los sistemas de cultivo en
suspensión son depredadores, y se alimentan de bacterias; por lo
tanto, se cree que mejoran tanto la floculación como la
clarificación debido a su alimentación de los organismos y los
productos orgánicos dispersos.
Por lo tanto, existe la necesidad de
proporcionar formas de mejorar la calidad de los fangos.
La presente invención proporciona, en un primer
aspecto, el uso de una cantidad eficaz de un biocida hidrosoluble
en la mejora de la calidad de los fangos.
En particular, la invención proporciona el uso
de una cantidad eficaz de un biocida hidrosoluble no oxidante en la
mejora de la calidad de los fangos mediante la reducción de la
tendencia de los fangos al abultamiento, en el que el biocida
comprende un compuesto de fosfonio sustituido con alquilo, una
fosfina sustituida con alquilo, un condensado de fosfina sustituida
con alquilo, o un compuesto de amonio cuaternario polimérico.
Preferiblemente, el biocida hidrosoluble se usa
en la mejora de la calidad de los fangos mediante la reducción del
índice del volumen de fangos (SVI) medido mediante el índice de
Mohlman hasta 200 cm^{3}/g o menos, preferiblemente hasta 180
cm^{3}/g o menos, más preferiblemente hasta 170 cm^{3}/g o
menos, y lo más preferiblemente hasta 150 cm^{3}/g o menos, por
ejemplo 140 cm^{3}/g o menos.
Preferiblemente, el biocida hidrosoluble se usa
en la mejora de la calidad de los fangos mediante la reducción de
los niveles de bacterias filamentosas. En el caso del abultamiento
de origen filamentoso caracterizado por un SVI elevado (> 300
cm^{3}/g), la reducción de las bacterias filamentosas se puede
detectar por medio de una disminución significativa del SVI hasta
los niveles preferidos, tal como se mencionó anteriormente. Los
niveles de bacterias filamentosas se pueden reducir de forma
permanente, destruyendo las bacterias, o de forma temporal, p.ej.
inactivando las bacterias. Se prefiere que el biocida hidrosoluble
se añada en una cantidad eficaz para reducir los niveles de
bacterias filamentosas de forma temporal, en vez de una cantidad
eficaz para destruir realmente las bacterias. Esto permite usar una
dosis menor de biocida, lo cual es más económico. Además, el uso de
un biocida a un nivel que destruya las bacterias puede afectar
excesivamente a la actividad de los fangos, lo cual es indeseable
en varias etapas del proceso de tratamiento de aguas residuales.
La reducción de las bacterias filamentosas puede
darse preferiblemente de forma que el SVI se reduzca hasta un 80% o
menos del valor de SVI antes del tratamiento, preferiblemente un 70%
o menos, más preferiblemente un 60% o menos, tal como un 55% o
menos, por ejemplo un 50% o menos.
En particular, se prefiere que el biocida
hidrosoluble se use en la mejora de la calidad de los fangos
mediante la reducción de los niveles de una o más bacterias
filamentosas seleccionadas de los siguientes géneros:
Thiothrix sp., Tipo 021N, H. hydrossis, Tipo 0092,
N. limicola, Tipo 0041, y Tipo 0803.
De forma alternativa o adicional, el biocida
hidrosoluble se puede usar preferiblemente en la mejora de la
calidad de los fangos mediante la reducción de los niveles de
bacterias filamentosas en cadenas largas. Los niveles de bacterias
filamentosas en cadenas largas se pueden reducir de manera
permanente, destruyendo las bacterias filamentosas en cadenas
largas, o de manera temporal, p.ej. inactivando las bacterias
filamentosas en cadenas largas o rompiendo las bacterias
filamentosas en cadenas largas hasta filamentos más cortos. Se
prefiere que el biocida hidrosoluble se añada en una cantidad eficaz
para reducir los niveles de bacterias filamentosas en cadenas
largas de manera temporal, en vez de una cantidad eficaz para
destruir realmente las bacterias. Esto permite usar una dosis menor
de biocida, lo cual es más económico. Además, el uso de un biocida
a un nivel que destruya las bacterias puede afectar excesivamente a
la actividad de los fangos, lo cual es indeseable en varias etapas
del proceso de tratamiento de aguas
residuales.
residuales.
Preferiblemente, se reducen los niveles de
bacterias filamentosas en cadenas largas que tienen una longitud de
> 500 \mum, por ejemplo se pueden reducir preferiblemente los
niveles de bacterias filamentosas en cadenas largas que tienen una
longitud de > 600 \mum. Preferiblemente, se reducen los niveles
de bacterias filamentosas en cadenas largas que tienen una longitud
de > 500 \mum en un factor de 2 o más, más preferiblemente en
un factor de 3 o más, lo más preferiblemente en un factor de 4 o
más, por ejemplo en un factor de alrededor de 5.
Se prefiere en particular que el biocida
hidrosoluble se use en la mejora de la calidad de los fangos
mediante la reducción de los niveles de bacterias filamentosas, de
forma que se reduzca la longitud total de los filamentos por campo
microscópico. Preferiblemente, la longitud total de los filamentos
por campo microscópico se reduce en un factor de 2 o más, más
preferiblemente en un factor de 3 o más, lo más preferiblemente en
un factor de 5 o más, tal como un factor de 7 o más, por ejemplo un
factor de alrededor de 10.
Preferiblemente, la cantidad eficaz de biocida
hidrosoluble usada en la mejora de la calidad de los fangos no
disminuye los niveles de protozoos y/u otros organismos superiores,
e incluso puede incrementar los niveles de protozoos y/u otros
organismos superiores.
Preferiblemente, la cantidad eficaz de biocida
hidrosoluble usada en la mejora de la calidad de los fangos no
disminuye la actividad de los fangos, y puede incrementar la
actividad de los fangos.
La cantidad eficaz de biocida hidrosoluble usada
es de manera adecuada de 0,01 a 5000 ppm, por ejemplo de 0,05 a
3000 ppm, tal como de 0,1 a 1000 ppm. Preferiblemente, la cantidad
usada es de 0,05 a 500 ppm, por ejemplo de 0,1 a 300 ppm, tal como
de 0,5 a 200 ppm. Más preferiblemente, la cantidad usada es de 0,1 a
100 ppm, por ejemplo de 0,5 a 80 ppm, tal como de 0,75 a 50 ppm,
p.ej. de 1 a 40 ppm. Lo más preferiblemente, la cantidad usada es
de 0,1 a 30 ppm, preferiblemente de 0,5 a 25 ppm, por ejemplo de
0,75 a 20 ppm, tal como de 1 a 15 ppm. En una realización, la
cantidad usada es de 0,5 a 20 ppm, preferiblemente de 1 a 10 ppm,
por ejemplo de 2 a 7 ppm, tal como de 3 a 5 ppm. La cantidad
apropiada dependerá, por supuesto, de la calidad inicial de los
fangos a tratar, y de la mejora de la calidad deseada.
Se conocen en la técnica biocidas hidrosolubles
oxidantes y no oxidantes. El biocida hidrosoluble usado en la
presente invención es no oxidante. Se cree que un biocida no
oxidante reacciona menos con la materia orgánica inerte, y por lo
tanto de manera más específica sobre las bacterias.
El biocida debería ser uno adecuado para la
aplicación a cualquier sistema acuoso, y por lo tanto debería tener
preferiblemente una toxicidad medioambiental baja. Por ejemplo, se
puede preferir un biocida que tenga una persistencia corta en el
medio ambiente y/o una buena biodegradabilidad.
Por lo tanto, no se usan en la presente
invención los biocidas que se sabe que no son adecuados para el uso
en el medio ambiente acuoso, tales como los biocidas que tienen una
toxicidad medioambiental relativamente elevada (por ejemplo,
compuestos fenólicos, p.ej. 2,4-dinitrofenol y
para-nitrofenol; los compuestos que contienen
cianuro, tales como cianuro potásico; los compuestos de estaño tales
como acetato de trifenilestaño; y tolueno).
El biocida hidrosoluble no oxidante usado en la
presente invención comprende un compuesto de fosfonio sustituido
con alquilo, o una fosfina sustituida con alquilo, o un condensado
de fosfina sustituida con alquilo, o un compuesto de amonio
cuaternario polimérico.
El biocida hidrosoluble no oxidante puede
comprender, si se desea, mezclas de dos o más de tales compuestos.
De forma alternativa, el biocida hidrosoluble no oxidante puede
comprender solamente uno de tales compuestos.
En una realización, el biocida hidrosoluble no
oxidante usado en la presente invención comprende un compuesto de
fosfonio sustituido con alquilo, o una fosfina sustituida con
alquilo, o un condensado de fosfina sustituida con alquilo.
Más preferiblemente, el biocida hidrosoluble no
oxidante comprende un compuesto de fosfonio sustituido con alquilo
de fórmula (I), o una fosfina sustituida con alquilo de fórmula (II)
o un condensado de fórmula (III):
(III)(AR_{2}CR^{1}{}_{v}P[R''PR^{1}{}_{v}]_{k}-CR_{2}A)^{x+}
\ \frac{x}{y} \
[X]^{y-}
en las
que:
X es un anión;
n es la valencia de X representada por m;
cada A puede ser igual o diferente, y se
selecciona de OH, OR^{a}, SO_{3}R^{a}, PO_{3}R^{a}_{2},
COOH, COOR^{a}, SO_{3}H, PO_{3}H_{2}, CH_{2}COOH, alquilo
sustituido, arilo y grupos amino sustituidos;
cada R, y cada R^{a} (cuando está presente) en
cada grupo A, se selecciona independientemente de hidrógeno, un
alquilo C_{1} a C_{20}, arilo, alquilo o arilo sustituido,
carboxilo o éster de carboxilo; en la que cada grupo CR_{2} puede
ser igual o diferente;
R'' es un radical de hidrocarburo divalente que
tiene de 2 a 20 átomos de carbono y está sustituido opcionalmente
con uno o más sustituyentes seleccionados del grupo que consiste en
halógeno, hidroxilo, carboxilo, amino, alquilamino, o grupos
PR^{1}_{m}CH_{2}OH y/o interrumpido opcionalmente por uno o
más enlaces éter o carbonilo;
cada R^{1} es independientemente un radical de
hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 25 átomos de carbono, y
sustituido opcionalmente con uno o más sustituyentes seleccionados
del grupo que consiste en halógeno, hidroxilo, carboxilo, amino,
alquilamino, o grupos PR^{1}_{v}CH_{2}OH y/o interrumpido
opcionalmente por uno o más enlaces éter o carbonilo; y
en la fórmula (III) cada v es 1 ó 2, k es de 0 a
10 (p.ej., de 1 a 10), x es el número de grupos en la molécula que
tienen v = 2, y X es un anión compatible de valencia y, de forma que
el compuesto es hidrosoluble.
X se selecciona preferiblemente del grupo que
consiste en cloruro, sulfato, fosfato, acetato y bromuro.
En una realización particularmente preferida, el
compuesto de fosfonio sustituido con alquilo es sulfato de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio (THPS). Sin embargo, el
compuesto de fosfonio sustituido con alquilo también se puede
seleccionar preferiblemente del grupo que consiste en cloruro de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio, bromuro de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio, acetato de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio, y fosfato de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio.
La fosfina sustituida con alquilo es
preferiblemente tris(hidroximetil)fosfina (THP).
El condensado es preferiblemente un condensado
de tris(hidroxiorgano)fosfina, más preferiblemente un
condensado de tris(hidroxiorgano)fosfina con un
compuesto que contiene nitrógeno.
El compuesto que contiene nitrógeno es
preferiblemente urea. De manera alternativa, el compuesto que
contiene nitrógeno se puede seleccionar de una alquilamina
C_{1-20}, diciandiamida, tiourea y guanidina.
En una realización, el biocida hidrosoluble no
oxidante puede comprender un compuesto de amonio cuaternario
polimérico, por ejemplo poli(dicloruro de
oxietilen(dimetilimino) etileno). Como compuesto de amonio
cuaternario polimérico adecuado, se puede mencionar GLOKILL PQ
(disponible de Rhodia).
El biocida puede comprender además, si se desea,
otros compuestos biocidas hidrosolubles. Por ejemplo, puede
comprender además un compuesto no oxidante seleccionado de:
- \bullet
- compuestos de amonio cuaternario, p.ej. cloruro de dodeciltrimetilamonio, bromuro de cetiltrimetilamonio, cloruro de benzalconio, cloruro de didecildimetilamonio y cloruro de alquildimetilbencilamonio;
- \bullet
- hidrocloruros de biguanida poliméricos, p.ej. poli(hidrocloruro de hexametilenbiguanida), hidrocloruro de dodecilguanidina;
- \bullet
- tris(hidroximetil)nitrometano;
- \bullet
- 4,4-dimetiloxazolidina;
- \bullet
- fenoxipropanol;
- \bullet
- fenoxietanol;
- \bullet
- glioxal;
- \bullet
- acroleína;
- \bullet
- aldehídos, p.ej. formaldehído, glutaraldehído;
- \bullet
- triazinas, p.ej. 1,3,5-tris(2-hidroxietil)-1,3,5-hexahidrotriazina;
- \bullet
- compuestos de fosfonio cuaternario, p.ej. cloruro de tributiltetradecilfosfonio y cloruro de tetradecil tributil fosfonio;
- \bullet
- 2-bromo-4-hidroxiacetofenona;
- \bullet
- carbamatos, p.ej. N-dimetilditiocarbamato sódico, etilen-bisditiocarbamato disódico;
- \bullet
- tert-butilazina;
- \bullet
- tetracloro-2,4,6-ciano-3-benzonitrilo;
- \bullet
- derivados de tiazol e isotiazol tales como 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona, 5-cloro-2-metil-3(2H)-isotiazolona y 1,2-bencisotiazolin-3-ona;
- \bullet
- compuestos con grupos halógeno activados tales como 2-bromo-2-nitro-propan-1,3-diol;
- \bullet
- bis-clorometil sulfona, y
- \bullet
- bis-tiocianato de metileno.
El biocida hidrosoluble se puede formular
adicionalmente con uno o más de los siguientes productos químicos
usados de manera convencional en el tratamiento de aguas
residuales:
un tensoactivo;
un antiespumante;
un antiincrustante;
un inhibidor de la corrosión;
un biocida;
un floculante;
un agente auxiliar de extracción de agua; y
un dispersante.
Los fangos pueden ser de efluentes industriales
o municipales. En particular, los fangos pueden ser de procesos
industriales, que incluyen la producción de papel, el procesamiento
de alimentos y los procesos de la industria química, o de
domicilios residenciales e institucionales, y similares.
El biocida hidrosoluble se puede usar de manera
adecuada en un proceso de tratamiento de aguas, y se puede usar en
cualquier punto adecuado durante tal proceso. En particular, el
biocida hidrosoluble se puede usar de manera adecuada durante un
proceso de tratamiento de aguas llevado a cabo en una planta de
tratamiento de aguas residuales. El biocida hidrosoluble se usa
preferiblemente durante un proceso de tratamiento de aguas tras la
etapa de digestión aeróbica, por ejemplo, en un depósito de
decantación o una laguna. Sin embargo, de manera alternativa, el
biocida hidrosoluble se podría usar durante un proceso de
tratamiento de aguas antes o durante la etapa de digestión
aeróbica.
El biocida hidrosoluble se puede usar mediante
la adición continua o discontinua a los fangos. Preferiblemente, el
biocida hidrosoluble se añade de manera discontinua, por ejemplo
mediante el uso de una o más adiciones discretas del biocida, según
sea necesario.
En una realización, se efectúa una adición
discreta de una cantidad eficaz de biocida a los fangos, y después
se efectúa una o más adiciones discretas adicionales de una cantidad
eficaz de biocida a los fangos, según sea necesario. En particular,
tras la primera adición discreta de biocida, se puede monitorizar la
calidad de los fangos (p.ej. monitorizando el SVI), y cada vez que
la calidad no cumpla un criterio deseado (p.ej. uno de los
criterios preferidos a alcanzar como se discutió anteriormente, tal
como un SVI medido mediante el índice de Mohlman de 200 cm^{3}/g
o menos) se efectúa una adición discreta adicional de una cantidad
eficaz de biocida a los fangos.
Por lo tanto, puede haber dos o más adiciones
discretas de una cantidad eficaz de biocida a los fangos, y las
adiciones pueden estar separadas por cualquier espacio de tiempo
adecuado. Este espacio de tiempo puede ser, en una realización, 12
horas o más, tal como 24 horas o más, por ejemplo 48 horas o
más.
En una realización preferida, el biocida
hidrosoluble se añade mediante el uso de una o más adiciones
discretas, según sea necesario, en un depósito de decantación o
laguna, por ejemplo mediante la adición a la entrada de un depósito
de decantación o laguna.
La invención también proporciona un método para
la mejora de la calidad de los fangos mediante la reducción de la
tendencia de los fangos al abultamiento, en el que el método
comprende añadir un biocida hidrosoluble no oxidante a los fangos,
en el que el biocida comprende un compuesto de fosfonio sustituido
con alquilo, una fosfina sustituida con alquilo, un condensado de
fosfina sustituida con alquilo, o un compuesto de amonio
cuaternario polimérico.
Las características preferidas de este método
son como se discutió anteriormente con respecto al uso de la
presente invención.
La invención se describirá a continuación
simplemente a modo de ejemplo con referencia a los siguientes
ejemplos y figuras adjuntas, en las que:
La Figura 1 es un diagrama que ilustra el
proceso de mezcla rápida;
La Figura 2 es un diagrama del sistema de
reactor quimiostático semi-continuo;
Las Figuras 3A a C son fotografías que muestran
la sedimentación de fango conseguida mediante la adición de
diversas cantidades de biocida; y
Las Figuras 4A a C son fotomicrografías que
muestran los fangos tras la adición de diversas cantidades de
biocida.
Con respecto a la Figura 1, se muestra un
biorreactor B típico con una tubería de recirculación R a la que se
puede inyectar el biocida hidrosoluble. El biorreactor contiene
fango, que es esencialmente una masa de microorganismos típicos del
tratamiento de aguas residuales, tales como bacterias, protozoos,
gusanos y hongos. El biorreactor B tiene una entrada I para las
aguas residuales y una salida O para las aguas tratadas. El fango
se extrae del biorreactor hacia la tubería de recirculación R por
medio de una bomba P. En general, se usa una bomba peristáltica. El
biocida hidrosoluble candidato se introduce en el fango de la
tubería de recirculación a través de una aguja conectada a una
bomba de jeringa N. Se apreciará que, en un biorreactor a escala
comercial, el biocida hidrosoluble se introducirá a través de una
unión en forma de T o de un tubo de inyección, y una bomba de
tornillo puede sustituir a la bomba peristáltica. Esto permite el
contacto directo del fango con el biocida hidrosoluble. El biocida
hidrosoluble se puede introducir en la tubería de recirculación R
en una posición posterior o anterior a la bomba P.
Sin embargo, se apreciará que la implementación
de la invención no se limita a usar el método de "mezcla
rápida", y si se desea se pueden usar otros métodos de
dosificación.
\vskip1.000000\baselineskip
Se construyó una serie de reactores
quimiostáticos semi-continuos para simular los
procesos de tratamiento de aguas residuales. Se muestra la
disposición de un reactor quimiostático
semi-continuo en la Figura 2.
La parte central del equipo es el reactor
quimiostático biológico 1. El recipiente 2 del reactor está
fabricado de vidrio, con un volumen interno de 10 litros, y está
equipado con sensores de pH 3 y del oxígeno disuelto 4, y un
agitador por inyección de aire 5. Este contiene el fango, que es,
esencialmente, una masa de microorganismos típicos del tratamiento
de aguas residuales. El reactor funciona a temperatura ambiente
(aproximadamente 20ºC).
Las aguas residuales simuladas 13 están
contenidas en un recipiente 6 distinto, y se mantienen a 4ºC para
evitar el deterioro microbiano. Se transfieren al reactor a través
de una tubería de abastecimiento 7 y una bomba peristáltica 8.
Se proporciona una tubería de recirculación 9 al
reactor, que comprende un tramo de tubo de silicona flexible y una
bomba peristáltica 10. La bomba peristáltica extrae el fango del
reactor hacia la tubería de recirculación. El biocida hidrosoluble
candidato se introduce en esta tubería 9 a través de una aguja 11,
que se acciona mediante una bomba de jeringa 12. Mediante el uso de
este sistema es posible llevar a cabo una "mezcla rápida", que
asegura el contacto rápido del biocida hidrosoluble con los
microorganismos del fango. El diámetro interno de la tubería de
recirculación fue de 8 mm, y la velocidad de flujo fue de 0,5 metros
por segundo, lo que proporcionó un tiempo de contacto entre el
biocida hidrosoluble candidato y el fango de 3 segundos antes de
volver a entrar en el reactor.
El efluente tratado 17 se extrae del reactor
hacia un recipiente de recogida 16 a través de una tubería de
salida 15.
\global\parskip0.950000\baselineskip
El reactor se cargó con fango obtenido de la
planta municipal de tratamiento de aguas residuales de Courly -
Lyon, en Francia. Este fango proporcionó la "semilla" para
comenzar el proceso. El reactor se rellenó después, hasta la marca
de 5 litros, con aguas residuales simuladas, ajustadas a
aproximadamente pH 7,5, y se comenzó con la aireación. El reactor
se alimentó continuamente, a una velocidad de 800 ml por día, con
aguas residuales simuladas producidas con la receta mostrada en la
Tabla B.
Cada día laborable (es decir, 5 veces por
semana), se extrajo un 13,3% del contenido del biorreactor para
mantener el equilibrio. Esto aseguró una edad del fango de
aproximadamente 7,5 días.
Además, cada día laborable, después de los
ajustes descritos en el párrafo anterior, se inyectó el biocida
hidrosoluble candidato (en forma de una disolución diluida) en el
sistema a través de la tubería de recirculación con mezcla rápida.
La disolución diluida se preparó disolviendo 10 gramos de
bicarbonato sódico en aproximadamente 900 ml de agua desionizada, y
añadiendo después 5 gramos de biocida hidrosoluble candidato, y
mezclando bien. La mezcla se completó después hasta 1 litro con
agua desionizada. Se inyectó el volumen apropiado de esta
disolución diluida para conseguir el nivel de dosis necesario.
El experimento se llevó a cabo durante 52 días
antes de desmantelar el sistema.
Se estudió el Compuesto X en el ensayo. Este
compuesto es una disolución acuosa al 75% de sulfato de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio (THPS). Se estudiaron
dos concentraciones: 2 y 4 miligramos por litro por día, así como un
control sin tratamiento con el Compuesto X.
- \bullet
- El estudio del control (sin tratar) mostró una proliferación de bacterias filamentosas en el fango, mientras éstas estuvieron sustancialmente ausentes en los fangos de los sistemas tratados con el Compuesto X.
- \bullet
- Hubo una concentración significativamente mayor de protozoos y de otros organismos superiores en los fangos tratados respecto del fango sin tratar.
- \bullet
- El tratamiento con el Compuesto X no afectó a la floculación de los fangos.
Este estudio confirmó que el tratamiento rápido
con el compuesto X, a niveles bajos de dosis, fue capaz de mejorar
significativamente la calidad de los fangos, lo que dio como
resultado fangos que flocularían más fácilmente, lo que proporciona
beneficios operativos.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Se tomaron muestras de los reactores
semi-continuos descritos en el Ejemplo 1, 48 días
después del inicio de la prueba, y se colocaron en tubos.
Se estudió una muestra de cada una de las
concentraciones del Compuesto X ensayadas en los reactores del
Ejemplo 1 en este ensayo. Por lo tanto, se ensayaron muestras con
un tratamiento de 2 y 4 miligramos por litro por día de Compuesto
X, así como un control sin tratamiento con Compuesto X.
Los tubos se dejaron durante un periodo de
sedimentación de una hora para permitir que el fango sedimentase en
el agua.
Los tubos, después de dejarlos durante el
período de sedimentación, se muestran en las Figuras
3A-C.
Este estudio confirmó que el tratamiento con
Compuesto X de aguas residuales, a niveles bajos de dosis, fue
capaz de mejorar significativamente la velocidad de sedimentación de
los fangos, lo que proporciona beneficios operativos.
Se tomaron muestras de los reactores
semi-continuos descritos en el Ejemplo 1, 48 días
después del inicio de la prueba.
Se estudió una muestra de cada una de las
concentraciones del Compuesto X ensayadas en los reactores del
Ejemplo 1 en este ensayo. Por lo tanto, se ensayaron muestras con
un tratamiento de 2 y 4 miligramos por litro por día de Compuesto
X, así como un control sin tratamiento con Compuesto X.
Las muestras se observaron por medio de un
microscopio de contraste de fases con un aumento de x 220.
Se muestran fotomicrografías de las muestras de
fango en las Figuras 4A-C.
Se pudo alcanzar una reducción de las bacterias
filamentosas, y así se pudo alcanzar una sedimentación mejorada de
los fangos, con dos dosis de 4 mg/l/día (es decir, una dosis de 4
mg/l en dos días consecutivos), y el nivel de filamentos permaneció
bajo durante más de una semana sin tratamiento adicional.
Este estudio confirmó que el tratamiento con
Compuesto X de aguas residuales, a niveles bajos de dosis, fue
capaz de reducir significativamente los niveles de bacterias
filamentosas en los fangos, así como de incrementar los niveles de
organismos beneficiosos tales como protozoos y gusanos, lo que
proporciona beneficios operativos.
Claims (36)
1. El uso de una cantidad eficaz de un biocida
hidrosoluble no oxidante en la mejora de la calidad de los fangos,
mediante la reducción de la tendencia de los fangos al abultamiento,
en el que el biocida comprende un compuesto de fosfonio sustituido
con alquilo, una fosfina sustituida con alquilo, un condensado de
fosfina sustituida con alquilo, o un compuesto de amonio
cuaternario polimérico.
2. El uso según la reivindicación 1, en el que
el biocida hidrosoluble se usa en la mejora de la calidad de los
fangos mediante la reducción del índice de volumen de fangos (SVI),
medido mediante el índice de Mohlman, hasta
200 cm^{3}/g o menos.
200 cm^{3}/g o menos.
3. El uso según la reivindicación 2, en el que
el SVI se reduce hasta 180 cm^{3}/g o menos.
4. El uso según la reivindicación 3, en el que
el SVI se reduce hasta 150 cm^{3}/g o menos.
5. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el SVI se reduce hasta el
80% o menos del valor de SVI antes del tratamiento.
6. El uso según la reivindicación 5, en el que
el SVI se reduce hasta el 60% o menos del valor de SVI antes del
tratamiento.
7. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el biocida hidrosoluble se
usa en la mejora de la calidad de los fangos mediante la reducción
del nivel de bacterias filamentosas.
8. El uso según la reivindicación 7, en el que
el biocida hidrosoluble se usa en la mejora de la calidad de los
fangos mediante la reducción de los niveles de una o más bacterias
filamentosas seleccionadas de los siguientes géneros:
Thiothrix sp., Tipo 021N, H. hydrossis, Tipo 0092,
N. limicola, Tipo 0041, y Tipo 0803.
9. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el biocida hidrosoluble se
usa en la mejora de la calidad de los fangos mediante la reducción
del nivel de bacterias filamentosas en cadenas largas.
10. El uso según la reivindicación 9, en el que
se reducen los niveles de bacterias filamentosas en cadenas largas
que tienen una longitud de > 500 \mum.
11. El uso según la reivindicación 10, en el que
se reducen en un factor de 2 o más los niveles de bacterias
filamentosas en cadenas largas que tienen una longitud de > 500
\mum.
12. El uso según la reivindicación 11, en el que
se reducen en un factor de 4 o más los niveles de bacterias
filamentosas en cadenas largas que tienen una longitud de > 500
\mum.
13. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 12, en el que el biocida hidrosoluble se usa en
la mejora de la calidad de los fangos mediante la reducción de los
niveles de bacterias filamentosas, de forma que se reduce la
longitud total de los filamentos por campo microscópico.
14. El uso según la reivindicación 13, en el que
se reduce en un factor de 2 o más la longitud total de los
filamentos por campo microscópico.
15. El uso según la reivindicación 14, en el que
se reduce en un factor de 5 o más la longitud total de los
filamentos por campo microscópico.
16. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la cantidad eficaz de
biocida hidrosoluble usada es de 0,01 a 5000 ppm.
17. El uso según la reivindicación 16, en el que
la cantidad eficaz de biocida hidrosoluble usada es de 0,05 a
500 ppm.
500 ppm.
18. El uso según la reivindicación 17, en el que
la cantidad eficaz de biocida hidrosoluble usada es de 0,1 a
100 ppm.
100 ppm.
19. El uso según la reivindicación 18, en el que
la cantidad eficaz de biocida hidrosoluble usada es de 0,1 a
30 ppm.
30 ppm.
20. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el biocida hidrosoluble no
oxidante comprende un compuesto de fosfonio sustituido con alquilo,
una fosfina sustituida con alquilo, o un condensado de fosfina
sustituida con alquilo.
\newpage
21. El uso según la reivindicación 20, en el que
el biocida hidrosoluble no oxidante comprende un compuesto de
fosfonio sustituido con alquilo de fórmula (I), una fosfina
sustituida con alquilo de fórmula (II) o un condensado de fórmula
(III):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(III)(AR_{2}CR^{1}{}_{v}P[R''PR^{1}{}_{v}]_{k}-CR_{2}A)^{x+}
\ \frac{x}{y} \
[X]^{y-}
en las
que:
X es un anión;
n es la valencia de X representada por m;
cada A puede ser igual o diferente, y se
selecciona de OH, OR, SO_{3}R, PO_{3}R_{2}, COOH, COOR,
SO_{3}H, PO_{3}H_{2}, CH_{2}COOH, alquilo sustituido, arilo
y grupos amino sustituidos;
cada R, y cada R (cuando está presente) en cada
grupo A, se selecciona independientemente de hidrógeno, un alquilo
C_{1} a C_{20}, arilo, alquilo o arilo sustituido, carboxilo o
éster de carboxilo; en la que cada grupo CR_{2} puede ser igual o
diferente;
R'' es un radical de hidrocarburo divalente que
tiene de 2 a 20 átomos de carbono y está sustituido opcionalmente
con uno o más sustituyentes seleccionados del grupo que consiste en
halógeno, hidroxilo, carboxilo, amino, alquilamino, o grupos
PR^{1}_{m}CH_{2}OH y/o interrumpido opcionalmente por uno o
más enlaces éter o carbonilo;
cada R^{1} es independientemente un radical de
hidrocarburo monovalente que tiene de 1 a 25 átomos de carbono y
está sustituido opcionalmente con uno o más sustituyentes
seleccionados del grupo que consiste en halógeno, hidroxilo,
carboxilo, amino, alquilamino, o grupos PR^{1}_{v}CH_{2}OH y/o
interrumpido opcionalmente por uno o más enlaces éter o carbonilo;
y
en la fórmula (III) cada v es 1 ó 2, k es de 0 a
10 (p.ej., de 1 a 10), x es el número de grupos en la molécula que
tienen v = 2, y X es un anión compatible de valencia y, de forma que
el compuesto es hidrosoluble.
22. El uso según la reivindicación 21, en el que
el compuesto de fosfonio sustituido con alquilo es sulfato de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio (THPS).
23. El uso según la reivindicación 21, en el que
el compuesto de fosfonio sustituido con alquilo se selecciona del
grupo que consiste en cloruro de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio, bromuro de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio, acetato de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio, y fosfato de
tetrakis(hidroximetil)fosfonio.
24. El uso según la reivindicación 21, en el que
la fosfina sustituida con alquilo es
tris(hidroximetil)fosfina (THP).
25. El uso según la reivindicación 21, en el que
el condensado es un condensado de
tris(hidroxiorgano)fosfina.
26. El uso según la reivindicación 25, en el que
el condensado es un condensado de
tris(hidroxiorgano)fosfina con un compuesto que
contiene nitrógeno.
27. El uso según la reivindicación 26, en el que
el condensado es un condensado de
tris(hidroxiorgano)fosfina con urea.
28. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el biocida hidrosoluble no
oxidante comprende un compuesto de amonio cuaternario
polimérico.
29. El uso según la reivindicación 28, en el que
el compuesto de amonio cuaternario polimérico es
poli(dicloruro de oxietilen(dimetilimino)
etileno).
30. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el biocida hidrosoluble se
formula adicionalmente con uno o más de los siguientes productos
químicos usados de manera convencional en el tratamiento de aguas
residuales: un tensoactivo; un antiespumante; un antiincrustante; un
inhibidor de la corrosión; un biocida; un floculante; un agente
auxiliar de extracción de agua; y un dispersante.
31. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que los fangos son de un
efluente industrial o municipal.
32. El uso según la reivindicación 31, en el que
los fangos son de procesos industriales, que incluyen la producción
de papel, el procesamiento de alimentos, y los procesos de la
industria química, o de domicilios residenciales e institucionales,
y similares.
33. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el biocida hidrosoluble se
usa durante el proceso de tratamiento de aguas llevado a cabo en
una planta de tratamiento de aguas residuales.
34. El uso según la reivindicación 33, en el que
el biocida hidrosoluble se usa durante un proceso de tratamiento de
aguas después de la etapa de digestión aeróbica.
35. El uso según la reivindicación 34, en el que
el biocida hidrosoluble se usa durante un proceso de tratamiento de
aguas en un tanque de sedimentación o laguna.
36. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el biocida hidrosoluble se
añade de manera discontinua.
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