MX2011003827A - Sistema auxiliar de micro gas. - Google Patents

Sistema auxiliar de micro gas.

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Abstract

Se establece una laguna de efluente, que comprende un conjunto de sub porciones a diferentes niveles en la laguna, asociados con un conjunto correspondiente de oxígeno disuelto, cada sub porción de la laguna tiene una concentración diferente de oxígeno disuelto. Se establece una incubadora que comprende un conjunto de sub porciones asociadas con el conjunto de concentraciones de oxígeno disuelto, cada sub porción de la incubadora tiene una concentración diferente de oxígeno disuelto. Se transmite un volumen de efluente desde cada sub porción de una incubadora que tiene una concentración substancialmente similar de oxígeno disuelto a la sub porción de la laguna. Se genera un primer volumen corregido de efluente en la correspondiente sub porción de la incubadora que responde a proliferación de un primer microorganismo que utiliza un primer compuesto en el volumen de influencia como sustrato para crecimiento, el primer microorganismo permite una primer reacción química que altera al primer compuesto.

Description

SISTEMA AUXILIAR DE MICRO GAS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere en general a un sistema para recuperación, remediación o reparación de desechos biológicos, y más particularmente a un sistema para remediación o corrección de desechos de ganado a través de digestión bacteriana aeróbica y anaerobica. 2. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA.
Conforme aumenta la población global, hay una necesidad correspondiente por incrementar la producción de alimentos. Operación de producción de alimentos a gran escala, tales como Operaciones de. Alimentos de Animales Concentrados (CAFOs = Concentrated Animal Feeding Operations) producen grandes volúmenes de desechos de ganado. El desecho de ganado puede contener compuestos tales como estiércol, compuestos fertilizantes, hidrocarburos y antibióticos. Muchos de estos compuestos deben ser remediados a fin de atenuar el impacto ambiental negativo provocado por los compuestos. De acuerdo con esto, se requieren métodos eficientes de remediado de desechos de ganado para soportar producción de alimentos ambientalmente sostenible para una población global creciente.
Un método popular de remediación de desechos de ganado es a través del uso de lagunas de desechos de ganado.
Una laguna de desechos de ganado es un tanque sellado en el cual desecho de ganado líquido se combina con agua para crear un efluente para remediación. Típicamente, el desecho líquido de ganado se combina con agua recolectada de lluvia. Lagunas de desechos de ganado actúan como "digestores" en donde bacterias anaeróbicas o aeróbicas descomponen los compuestos en el efluente en gases, líquidos y fangos, de esta manera remediando los compuestos. Bacterias anaeróbicas son bacterias que no sobreviven en la presencia de oxígeno libre. Bacterias aeróbicas requieren oxígeno elemental libre (disuelto) para supervivencia.
Las lagunas anaeróbicas más comúnmente se emplean para tratamiento de desechos de ganado. Las bacterias anaeróbicas pueden descomponer o "digerir" más compuestos orgánicos por unidad de volumen de laguna que las bacterias aeróbicas y se emplean de manera predominante para tratamiento de desecho orgánico concentrado. Ya que la digestión anaeróbica no depende del oxígeno disuelto, las lagunas pueden ser mucho más profundas y requieren menos área superficial, de esta manera permitiendo que se remedie un mayor volumen de desecho. Sin embargo, la digestión anaeróbica resulta en la producción y emisión de gases nocivos, primordialmente sulfuro de hidrógeno, amoniaco y ácidos orgánicos intermedios .
Las lagunas aeróbicas remedian el desecho de ganado a través de digestión del desecho por bacterias aeróbicas. La ventaja principal de las lagunas aeróbicas es que la digestión aeróbica del desecho de ganado tiende a remediar más completamente los compuestos orgánicos presentes en efluente que la digestión anaeróbica. La digestión aeróbica del desecho de ganado también produce productos finales relativamente libres de olor.
En las lagunas aeróbicas, la difusión de oxígeno ocurre a través de la superficie de la laguna resultando en una concentración de oxígeno disuelto incrementada, que permite la proliferación de bacterias aeróbicas. Debido a la necesidad por una concentración de oxígeno disuelto incrementada, lagunas naturalmente aeróbicas se diseñan en base al área superficial en lugar del volumen. Profundidades de agua de lagunas aeróbicas típicamente son superficiales, en el intervalo de 0.9 a 1.5 m (3 a 5 pies). Consecuentemente, grandes cantidades de terreno se requieren para lagunas naturalmente aeróbicas - tanto como 25 veces más de área superficial y 10 veces más de volumen que una laguna anaeróbica con una profundidad de 3.05 m (10 pies). De esta manera, las lagunas naturalmente aeróbicas son imprácticas y en general no se utilizan para remediar desechos de ganado. Para compensar la falta de área superficial, algunas lagunas aeróbicas son aereadas mecánicamente.
Las lagunas de doble etapa proporcionan un método que combina los beneficios de digestión aeróbica y digestión anaerobica de desechos de ganado. En lagunas de doble etapa, el desecho de ingreso primero se alimenta a una laguna de primer etapa anaerobica. El desbordamiento de la laguna de primera etapa anaerobica, se envía de salida a una laguna de segunda etapa aeróbica. Esto produce un producto final efluente que tiene menos olor y menos sólidos orgánicos que la sola digestión anaerobica. Sin embargo, lagunas de doble etapa requieren el mantenimiento de dos lagunas separadas y sus poblaciones bacterianas respectivas. Además, la laguna de primera etapa anaerobica todavía produce gases nocivos .
De acuerdo con esto, hay necesidad por sistemas que llevan al máximo tanto la eficiencia de remedio como lo completo de remediado. De esta manera hay una necesidad adicional por sistemas que utilizan los sub-productos de la remediación.
BREVE COMPENDIO Una modalidad de la presente invención incluye un método para remediar un efluente que contiene desechos de ganado. El sistema auxiliar de micro gas, establece una laguna de efluente de desecho. La laguna comprende un conjunto de sub-porciones o "niveles", cada nivel tiene una concentración única de oxígeno disuelto de acuerdo con un gradiente de oxígeno presente en la laguna. El sistema auxiliar de micro gas transmite el efluente desde cada nivel de la laguna a un nivel correspondiente de un incubador que tiene una misma concentración de oxígeno disuelto que el nivel de la laguna. El incubador contiene un conjunto de micro-organismos que digieren compuestos orgánicos en el efluente, generando un efluente remediado. El auxiliar de micro gas transmite el efluente y micro-organismos desde el incubador a la laguna.
Otra modalidad de la presente invención incluye un método para proliferar algas utilizando sub-productos de digestión anaerobica. El sistema auxiliar de micro-gas transmite desechos anaeróbicos desde un nivel anaeróbico de la laguna a un recipiente de reacción que contiene bacterias meso-termofílicas y termofílicas . Las bacterias meso-termofílicas y termofílicas realizan digestión anaerobica de desecho anaeróbico en el recipiente de reacción. El sistema auxiliar de micro-gas recolecta sub-productos gaseosos de digestión anaerobica en un múltiple. El sistema auxiliar de micro-gas transmite sub-productos gaseosos del múltiple a tubos de crecimiento que contienen algas . Las algas proliferan en los tubos de crecimiento, consumiendo los subproductos gaseosos. El sistema auxiliar de micro-gas transmite algas desde los tubos de crecimiento, a un nivel de la laguna en donde las algas contribuyen a la concentración de oxígeno disuelto del nivel al realizar reacciones de fotosíntesis.
Otra modalidad de la presente invención incluye un método para producir metano. Como se describió anteriormente, el sistema auxiliar de micro-gas recolecta sub-productos gaseosos de digestión anaeróbica en un múltiple. El sistema auxiliar de micro-gas transmite los sub-productos gaseosos a un filtro. El sistema auxiliar de micro-gas filtra los sub-productos gaseosos para producir metano .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de alto nivel del sistema auxiliar de micro gas de acuerdo con una modalidad.
La Figura 2 es un diagrama detallado que ilustra el banco foto-reactor de acuerdo con una modalidad.
La Figura 3 es un diagrama detallado que ilustra la laguna de acuerdo con una modalidad.
La Figura 4 es un diagrama detallado que ilustra el recinto incubador de acuerdo con una modalidad.
La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra etapas realizadas por el auxiliar de micro gas para remediar efluente de acuerdo con una modalidad de la . presente invención.
La Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra etapas realizadas por el auxiliar de micro gas para proliferar algas y/o generar metano de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 es un diagrama de alto nivel del sistema auxiliar de micro gas 100. El sistema auxiliar de micro gas 100 funciona para remediar desechos de ganado producidos por operaciones de producción de ganado a gran escala tales como operaciones de alimentación de animales concentrada (CAFOs) . La remediación como se emplea aquí, se refiera a un proceso por el cual la materia se procesa para retirar compuestos de la materia y/o transformar los compuestos en la materia (por ejemplo transformación química de los compuestos en otros compuestos) tal que el impacto ambiental negativo de la materia se atenúe en la materia resultante. Desechos de ganado pueden incluir pero no están limitados a estiércol, patógenos ambientales, compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos. La composición específica del desecho de ganado puede basarse en factores que incluyen: la alimentación empleada por la operación y producción de .' ganado, el fertilizante empleado por la operación de producción de ganado, los antibióticos empleados por la operación de producción de ganado, compuestos orgánicos tales como hormonas empleadas por la operación de producción de ganado y otros compuestos presentes en la operación de producción de ganado tales como hidrocarburos y compuestos que contienen azufre.
El sistema auxiliar de micro gas 100 remedia el desecho de ganado a través de la proliferación de microorganismos y macroorganismos que remedian o "digieren" compuestos en el desecho de ganado a través de reacciones químicas en donde los compuestos se emplean como substrato para proliferar las bacterias. Las bacterias proliferantes facilitan o realizan reacciones químicas que remedian los compuestos. Microorganismos, como se refiere aquí, incluyen microorganismos eucarióticos , microorganismos procarióticos y microorganismos eucarióticos fotosintéticos . Macroorganismos que remedian compuestos orgánicos pueden incluir miembros de la familia de algas.
El sistema auxiliar de micro gas 100 comprende una laguna 102. Una laguna 102, como se refiere aquí, es un receptáculo tri-dimensional empleado para contener un volumen de efluente. El efluente, como se describe aquí, es una composición de desecho líquido de ganado y agua. Dependiendo de la etapa en la remediación, los compuestos orgánicos en el efluente pueden ser remediados parcialmente o totalmente. En una modalidad, la laguna tiene una longitud de 288.3 m (946 pies), un ancho de 21.6 m (71 pies) y profundidad de 5.5 m (18 pies) con una capacidad de almacenamiento de 15,604.3 m3 (551, 000 pies3) .
La laguna 102 se divide en sub-porciones o "niveles" horizontales sensibles a presión de acuerdo con un gradiente de oxígeno. En una modalidad, cada nivel tiene una presión de 2.9 kPa abs (.4 libras por pulgada cuadrada (psia) ) . En la modalidad ilustrada, la laguna 102 se divide horizontalmente en varios niveles horizontales. El nivel de superficie y el nivel inmediatamente inferior al nivel de superficie (nivel 1 y nivel 2, respectivamente) contienen las más altas concentraciones de oxigeno disuelto y se refieren colectivamente como los "niveles aeróbicos". El nivel en el fondo de la laguna (nivel 7), no contiene oxígeno disuelto y se refiere como "nivel anaeróbico". Los niveles entre los niveles aeróbicos (niveles 1 y 2) y el nivel anaeróbico (nivel 7) se refieren colectivamente como los niveles facultativos (niveles 3, 4, 5 y 6). Estos niveles tienen concentraciones respectivas de oxígeno disuelto que son inversamente proporcionales a su distancia desde la superficie de la laguna 102. En una modalidad específica, uno o más de los niveles aeróbicos tiene una concentración de oxígeno regulado máximo de 5 mg/L.
El efluente en cada nivel respectivo de la laguna 102 comprende una concentración de oxígeno, composición de compuestos y composición de organismos que es única para el nivel. Las concentraciones de oxígeno diferente en cada uno de los niveles resultan en la proliferación de microorganismos y macroorganismos que son específicos a las concentraciones de oxígeno. La composición de microorganismos y macroorganismos en cada nivel altera la composición del efluente al nivel a través de "digestión" de los compuestos en el efluente. Consecuentemente, los tipos de compuestos que son remediados en cada nivel son diferentes con base en los tipos de organismos que proliferan a la concentración de oxígeno del nivel. Esta diferencia en remediación debido a diferencia en concentración de oxígeno en cada nivel, se refiere como "estratificación". Ya que la estratificación permite diferentes tipos de compuestos sean remediados, la remediación del efluente es más "completa" o detallada que en sistemas que realizan remediación a una concentración de oxígeno homogéneo .
El sistema auxiliar de micro gas 100 recibe un efluente sin-remediar , referido aquí como "afluente" de operaciones de ganado. En una modalidad específica, el agua se recibe de un sistema de descarga. La cantidad de afluente recibido por el sistema auxiliar de micro gas 100 puede variarse con base en la cantidad de animales en la operación de ganado. La cantidad de agua recibida por animal por día cuesta en intervalo desde 151.4 a 265 litros (40-70 galones) y la cantidad de desechos sólido recibida por animal por día puede estar en el intervalo de 36.3 hasta 68.1 kg (80-150 libras) dependiendo del peso del animal.
El sistema auxiliar de micro gas 100 remedia el afluente para producir efluente líquido que esencialmente ha tenido todos los compuestos eliminados con impacto ambiental negativo. El sistema auxiliar de micro gas 100 además remedia el afluente, para enviar de salida efluente líquido que esencialmente tiene retirados todos los compuestos con impacto ambiental negativo, y biomasa sólida. La salida del efluente líquido del sistema auxiliar de micro-gas 100 se emplea en procesos agrícolas tales como irrigación. La salida de biomasa sólida del sistema auxiliar de micro-gas 100 se utiliza como lecho no tóxico en operaciones vacunas y como fertilizante en procesos agrícolas.
El afluente y efluente se estima que determinan la cantidad de compuestos indeseables antes, después y durante remediación. Métodos convenientes para estimar la cantidad de compuestos indeseables en el afluente y efluente se resumen o perfilan en la 21 edición de "Standard Methods for ,the Examination of Water and Wastewater" publicada por la American Public Health Association (APHA) , la American Water Works Association (AWWA) y la Water Environment Federation (WEF) . Si la cantidad de compuestos indeseables en el efluente indica que el efluente se remedió efectivamente, el sistema auxiliar de micro-gas 100 envía de salida el efluente líquido.
El sistema auxiliar de micro gas 100 comprende un recinto incubador 104 que contiene uno o más incubadores 120. El sistema auxiliar de micro gas 100 utiliza los incubadores 120 para proliferar tipos específicos de bacterias utilizando efluente de la laguna. En los incubadores 120, compuestos en el efluente son adicionalmente "digeridos" por las bacterias proliferantes. De acuerdo con la modalidad, diferentes incubadores 120 pueden emplearse para proliferar diferentes grupos de bacterias, diferentes especies de bacterias o diferentes cepas de bacterias. En una modalidad, los diferentes incubadores 120 se emplean para proliferar diferentes grupos de bactérias, en donde los grupos de bacterias se basan en los tipos de compuestos que digieren. La ' proliferación de cada grupo de bacterias depende de la concentración del tipo de compuestos que digieren. Por lo tanto, una alta concentración de un compuesto en el efluente provocará proliferación correspondiente del tipo de bacterias que digieren el compuesto.
En una modalidad especifica, los diferentes incubadores 120 se emplean para proliferar fosfobacterias , nitrobacterias, sulfobacterias y bacterias que degradan hidrocarburos. Fosfobacterias , como se emplea aquí, se refieren a bacterias que poseen la capacidad por solubilizar fosfato inorgánico insoluble, haciéndolo bio-disponible a las plantas como fertilizante. La solubilización de fosfato inorgánico se debe a la producción de ácidos orgánicos por estos organismos. Fosfobacterias también se conoce que producen amino ácidos , vitaminas y sustancias promotoras del crecimiento como ácido indol acético (IAA = Indole Acetic Acid) y ácido giberélico (GA3), que ayuda a mejorar el crecimiento de las plantas.
Sulfobacterias , como se emplea aquí, se refieren a bacterias que reducen azufre y bacterias que reducen sulfato. Bacterias que reducen azufre comprenden varios grupos de bacterias que reducen azufre elemental a sulfuro de hidrógeno. Acoplan esta reacción con la oxidación de acetato, succinato u otros compuestos orgánicos. Bacterias que reducen sulfató utilizan sulfato como un agente oxidante, reduciéndolo a sulfuro. La mayoría de las bacterias que reducen sulfato también digieren otros compuestos de azufre oxidados tales como sulfito y tiosulfato, o azufre elemental. Este tipo de reacción química se denomina diferenciadora, ya que el azufre no se incorpora - asimila - en ningunos de los compuestos orgánicos. Bacterias que reducen sulfato son comunes en ambientes anaeróbicos .
Las nitrobacterias, como se emplea aquí, se refieren a bacterias que oxidan compuestos de amonio en nitritos y/o nitritos en nitratos. Las nitrobacterias se encuentran comúnmente en ambientas aeróbicos tales como el suelo o el terreno . Bacterias que degradan hidrocarburos como se emplea aquí, se refieren a bacterias que tienen la capacidad para catalizar la degradación de hidrocarburos tales como petróleo que se encuentra en el ambiente.
Como la laguna 102, cada incubador 120 se divide en niveles en donde cada nivel tiene diferente concentración de oxígeno de acuerdo' con el nivel. En la mayoría de las modalidades, el número de niveles en la laguna 102 y el número de niveles en el incubador 120 corresponden.
El distribuidor 150 y el múltiple 160 cada uno comprenden un conjunto de tuberías que conectan los niveles en la laguna a niveles correspondientes en el incubador. Cada incubador 120 recibe efluente de la laguna 110 mediante un múltiple 160. Cada incubador 120 transmite efluente de regreso a la laguna 102 mediante un distribuidor 150. En la modalidad ilustrada en la Figura 1, el distribuidor 150 y el múltiple 160 comprenden 7 tuberías que conectan 7 niveles de la laguna 110 a 7 niveles correspondientes en el incubador 120. En algunas modalidades, el distribuidor 150 además contiene una tubería extra empleada para perturbar o distribuir o impedir la sedimentación en el fondo de la laguna durante instalación.
En una modalidad específica, el distribuidor 150 y/o el múltiple 160 se construyen utilizando revestimiento de tubería de acero inoxidable con diámetro de 7.62 cm (3 in) con 7 cámaras de distribución (una por cada nivel) . El revestimiento se conecta a un riel de viga de acero de 15.24 cm (6 in) en la parte superior solamente y guía en el fondo. Este revestimiento puede retirarse para propósitos de mantenimiento y re-instalarse fácilmente sin retirar el riel de soporte. Un cojín de concreto pequeño a nivel grado ancla el riel. Una válvula de apagado y desconexión así como una válvula de derivación de aire puede proporcionarse para cada una de las tuberías. En el caso de situaciones de acumulación o taponado, la tubería individual puede ser soplada con aire comprimido.
El distribuidor 150 y el múltiple 160 también pueden tener diferentes gastos de flujo. En una modalidad, los tubos en el distribuidor 150 tienen un gasto de flujo de 1.89 a 3.79 1/m (0.5 a 1 galones por minuto (gpm) ) y las tuberías en el múltiple 160 tiene un gasto de flujo doble que los distribuidores (es decir 3.79 a 7.57 1/m (1 a 2 gpm)).
En algunas modalidades, los distribuidores 150 contienen sistemas de dispersión de aire 170. En estas modalidades, un eductor 175 se emplea para sacar aire para continuar el crecimiento de bacterias en la tubería que conecta el nivel 1 de la laguna al nivel 1 del incubador. En la modalidad ilustrada, hay unidades de dispersión de aire 170 suspendidas por debajo del nivel 2 en cada uno de los distribuidores 150. En una modalidad específica, cada unidad de dispersión de aire 170 comprende un cabezal con tubo de diámetro de 10.16 cm (4 in) equipado con difusores de aire de membrana de burbujas finas que tienen un diámetro de 50.8 cm (20 in) y proporcionan aproximadamente 8.49 Nm3/H (5 pies cúbicos estándar por minuto) (scfm) de oxígeno. En algunas modalidades, la unidad de dispersión de aire 170 también puede desarmarse de la parte superior para mantenimiento . En la modalidad ilustrada, los difusores se disponen en un semicírculo. En una modalidad específica, los difusores se disponen en un semi-círculo que tiene un diámetro de .9 metros (3 pies) . En la modalidad ilustrada, cada una de las unidades de dispersión 170 se conecta a un solo suministro de aire 176.
El sistema auxiliar de micro gas 100 además comprende un banco foto reactor 135 que incluye un reactor 140 y un conjunto de tübos de crecimiento de algas 130. El reactor 140 prolifera bacterias termofílicas y/o mesofílicas que "digieren" desechos a través de reacciones anaeróbicas que remedian compuestos orgánicos en el desecho. El reactor 140 recolecta gases de invernadero (por ejemplo C02, metano y óxido nitroso) desprendidos de la digestión bacteriana termofílica y mesofílica de desechos sólidos y transmite los gases de invernadero a los tubos de crecimiento de algas 130. Los tubos de crecimiento de algas 130 proliferan algas que consumen gases de invernadero. El reactor 140 y los tubos de crecimiento de algas 130 como se describe en detalle a continuación con respecto a la Figura 4.
La Figura 2 ilustra el banco foto reactor 135 que comprende un reactor 140 y un conjunto de tubos de crecimiento de algas 130. El reactor 140 realiza digestión anaeróbica de desechos. El proceso de digestión anaeróbica empieza con hidrólisis bacteriana de los materiales de alimentación a fin de descomponer polímeros orgánicos insolubles tales como carbohidratos y hacerlos disponibles para otras bacterias. Bacterias acidogénicas convierten entonces los azúcares y amino ácidos en dióxido de carbono, hidrógeno, amoniaco y ácidos orgánicos. Bacterias acetogénicas convierte entonces estos ácidos orgánicos resultantes en ácido acético, junto con amoniaco adicional, hidrógeno y dióxido de carbono. Bacterias metanogénicas convierten estos productos en metano y dióxido de carbono. Adecuadas bacterias Acidogénicas, Acetogénicas y Metanogénicas para proliferación en el reactor 140 se citan en el Apéndice A. Bacterias Acidogénicas, Acetogénicas y Metanogénicas que están comercialmente disponibles de America Tipo Culture Collection (ATCC) Biological Resource Center of Manassas, VA se citan en el Apéndice A en asociación con sus Números de Catálogo ATCC.
De acuerdo con una modalidad, las bacterias Acetogénicas, Metanogénicas y Acidogénicas ya pueden ser bacterias termofílicas , bacterias mesofílicas o cualquier combinación de las mismas. Bacterias termofílicas , como se refiere aquí, son bacterias que prosperan a elevadas temperaturas (entre 45 y 80 grados Celsius) . Bacterias mesofílicas, como se refiere aquí, son bacterias que prosperan a temperaturas moderadamente altas (entre 15 a 40 grados Celsius) . De acuerdo con la modalidad, el reactor 140 puede proliferar las bacterias termofílicas y/o mesofílicas por separado en diferentes reactores 140 o en un mismo reactor 140 con un gradiente de temperatura.
El reactor 140 recibe desechos anaeróbicos de un nivel anaeróbico de la laguna 110. En la modalidad ilustrada, el reactor 140 recibe desechos anaeróbicos de un nivel 7 de la laguna. En una modalidad, el desecho anaeróbico recibido es un efluente que contiene 20% a 30% de materia sólida suspendida. En algunas modalidades, el reactor 140 comprende un tanque de retención 210 empleado para almacenar desecho anaeróbico antes de digestión. En una modalidad especifica, el tanque de retención 210 tiene una capacidad de 400 litros (100 galones) . En algunas modalidades, el tanque de retención 210 comprende un agitador empleado para mantener la material sólida suspendida en el efluente. .
El reactor 140 además comprende un recipiente de reacción 220 en donde las bacterias termofílicas y/o mesofílicas realizan digestión anaeróbica de desechos. El recipiente de reacción 220 recibe desecho anaeróbico del tanque de retención. La velocidad a la cual el recipiente de reacción 220 recibe desecho anaeróbico del tanque de retención se basa en la velocidad en la cual se producen gases de invernadero por digestión anaeróbica del desecho en un recipiente de reacción 220. En la modalidad ilustrada, el recipiente de reacción 220 recibe desecho anaerobico del tanque de retención 210 utilizando una bomba 225. En una modalidad específica, el recipiente de reacción 220 recibe desecho anaerobico del tanque de retención 210 mediante flujo por gravedad.
El recipiente de reacción 220 se calienta para optimizar proliferación de bacterias termofílicas y/o mesofílicas de digestión anaeróbica. De acuerdo con la modalidad, la temperatura puede ' estar en el intervalo desde 36 a 63 grados C (97 a 145 grados F) . En una modalidad específica, la temperatura es de 37 grados C (99 grados F) . En una modalidad, el recipiente de reacción 220 es un recipiente inclinado circunscrito o cerrado con un fondo calentado. En esta modalidad, una capa térmica (por ejemplo, una capa o manta de vapor o manta de agua caliente) proporciona calor al fondo del recipiente de reacción 220. Una bomba 226 se ubica en el fondo de la pendiente para recolectar productos sólidos de digestión anaeróbica 218, aquí referido, como "fango", y bombear el fango 218 al nivel anaerobico de la laguna. En la mayoría de las modalidades, el recipiente de reacción 220 es un recipiente de acero hermético al aire con controles para regular la presión, temperatura y nivel, y controles para analizar gas producido en el recipiente de reacción 220. De acuerdo con la modalidad, el tamaño del recipiente de reacción 220 puede variar dependiendo del tiempo y área superficial necesarios para digestión anaerobica.
El recipiente de reacción 220 se conecta a un múltiple para distribución de gas 230 que transmite subproductos gaseosos de digestión anaerobica del recipiente de reacción 220 a los tubos de crecimiento de algas 130. El múltiple de distribución de gas 230 almacena gas recolectado en el recipiente de reacción 220 por un soplador de aire a prueba de explosión 275. En la mayoría de las modalidades, el múltiple para distribución de gas 230 está bajo una presión ligeramente positiva (por ejemplo 552 kPa (12 psi)) para superar la columna de agua en los tubos de crecimiento de algas 130. El múltiple de distribución de gas 230 comprende válvulas de control de flujo empleadas para regular la cantidad de flujo de gas a cada tubo de crecimiento de algas 130 para adecuado crecimiento de algas. El múltiple de distribución de gas 230 además contiene características de seguridad tales como válvula para alivio de presión y un disco de ruptura por explosión.
En modalidades alternas, el múltiple para distribución de gas 230 transmite gas de invernadero del recipiente de reacción 220 a una refinería de metano. La refinería de metano comprende un filtro de carbón activado que se emplea para retirar sulfuro de hidrógeno del subproducto gaseoso. La refinería de metano además comprende una cámara de reacción en donde el sub-producto gaseoso se somete a presión de aproximadamente 4137 kPa (600 libras por pulgada cuadrada) y pasa a través de agua para retirar dióxido de carbono y ácido carbónico. Una vez que se retiran sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y ácido carbónico, el sub-producto gaseoso primordialmente comprende metano.
Los tubos de crecimiento de algas 230 son recipientes cilindricos empleados para proliferar algas. Las algas, como se emplean aquí, puede referirse a cualquier tipo de algas incluyendo tanto algas procarióticas (bacterias azul-verde) como algas eucarióticas . Algas convenientes para proliferación en los tubos de crecimiento de algas 230 se citan en el Apéndice A. Algas que están comercialmente disponibles de ATCC y Carolina Biological Supply Company de Burlington, North Carolina se citan en el Apéndice G en asociación con sus Números de Catalogo. De acuerdo con la modalidad, los tubos de crecimiento de algas 130 pueden ser claros o transparentes a fin de proporcionar las algas con luz para fotosíntesis y/o los tubos de crecimiento de algas 130 pueden ser negros a fin de forzar a las algas para que utilicen rutas para metabolismo de energía diferentes a la fotosíntesis. En la mayoría de las modalidades, el conjunto de tubos de crecimiento de algas 130 comprende tubos de crecimiento de algas claros y tubos de crecimiento de algas "negros" u opacos a radiación. En una modalidad específica, el conjunto de tubos de crecimiento de algas 130 comprende 3 tubos de crecimiento de algas claros y 2 tubos de crecimiento de algas negros. Los tubos de crecimiento de algas 130 típicamente se elaboran de plástico tal como acrílico o poliuretano. De acuerdo con la modalidad, los tubos de crecimiento de algas pueden estar en el intervalo desde 1.5 a 5.2 cm (5 a 17 pies) de alto. En una modalidad específica, los tubos de crecimiento de algas son de 3 m (10 pies) de alto .
Inicialmente, los tubos de crecimiento de algas 130 se llenan con agua compuesta 203 desde un nivel aeróbico de la laguna 120 y abastecen algas a fin de sembrar proliferación de algas. En la mayoría de las modalidades, los tubos de crecimiento de algas 130 se reabastecen con agua compuesta fresca 203 desde un nivel aeróbico de la laguna 102, diariamente. Los tubos de crecimiento de algas 130 reciben gas de múltiple distribución de gas 230. La velocidad a la cual los tubos de crecimiento de algas 130 reciben gas de múltiple distribución de gas 230, depende del consumo de gas por las algas. En algunas modalidades, los tubos de crecimiento de algas 130 contienen una válvula de retención empleada para asegurar que el agua no entre al múltiple de gas.
Los tubos de crecimiento de algas 130 se calientan para optimizar la proliferación de las algas. En una modalidad específico, cada tubo de crecimiento de algas 130 se calienta para mantener una temperatura de aproximadamente 25 grados C (77 grados F) . Los tubos de crecimiento de algas claros o transparentes 130 se proporcionan con luz de sol o luz artificial a fin de mejorar la proliferación de algas y el consumo de gases de invernadero. En la mayoría de las modalidades, los tubos de crecimiento de algas claros 130 reciben un mínimo de 10 horas de luz de sol por día. En una modalidad específica, los tubos de crecimiento de algas claros 130 se proporcionan con luz artifici'al utilizando lámparas de sodio de alta presión (por ejemplo 50 watts por .09 m2 (sq ft) para un equivalente de luz aproximado). En algunas modalidades, un banco de lámparas ultra violeta suplementarias 205 se utiliza para proporcionar luz artificial a los tubos de crecimiento de algas 130.
Crecimiento de algas en exceso 214 en los tubos de crecimiento de algas 130, se reduce por una cantidad especificada en una base periódica a fin de permitir proliferación continua de algas. El volumen en exceso de algas 214 de la reducción después se bomba de regreso a la laguna 120. En una modalidad específica, el volumen de algas en los tubos de crecimiento de algas 130 se reduce en 50% cada 24 horas. En algunas modalidades, el volumen en exceso de algas 214 puede reducirse a fin de mantener temperaturas constantes en los tubos de crecimiento de algas 130 (por ejemplo para mantener una temperatura de 25' grados C (77 gados F) en los tubos de crecimiento de algas) . En una modalidad, los tubos de crecimiento de algas 130 contienen un trozador de alta velocidad, para tozar volumen en exceso aglomerado de algas 214 a un tamaño manejable a fin de facilitar la reducción. En una modalidad especifica, el volumen en exceso de algas 214 se bombea a un nivel aeróbico de la laguna utilizando una bomba de diafragma 295.
La FIGURA 3 es un diagrama detallado que ilustra la laguna 102 de acuerdo con una modalidad. Como se discutió anteriormente, el distributor 160 funciona para transmitir microorganismos y efluente desde los incubadores 120 a la laguna 102. El múltiple 150 funciona para transmitir efluente de la laguna 102 a los incubadores 120. Algas en exceso 214 se transmiten desde los tubos de crecimiento de algas 130 a un nivel aeróbico de la laguna 102. En la modalidad ilustrada, la laguna 102 comprende 7 niveles, y el Sistema Auxiliar de Micro-gas 100 transmite exceso de algas 214 al nivel directamente inferior al nivel de superficie de la laguna 102 (nivel 2). El Sistema Auxiliar de Micro-gas 100 transmite fango 218, transmite al nivel anaeróbico (nivel 7) de la laguna 102.
El Sistema Auxiliar de Micro-gas 100 transmite deshechos anaeróbicos del nivel anaeróbico de la laguna 102 al reactor 140. En la modalidad ilustrada, una bomba sumergible 300 se emplea para bombear el deshecho anaeróbico desde la laguna 102 al reactor 140. En una modalidad específica, la bomba sumergible 300 es una bomba trituradora sumergible con una capacidad de 170 l/m (45 galones por minuto (gpm) ) . La bomba sumergible 300 se suspende ba o un mono riel bajo una barcaza móvil 320 que se extiende a través de la laguna. La bomba sumergible 300 se mueve a una lenta velocidad de aproximadamente .3 m (1 pie) por minuto a través de la laguna por un sistema de cable. La barcaza 320 se mueve sobre los rieles de una estructura articulada que se extiende a través de la laguna 102, y se monta en ruedas en ambos extremos. La barcaza 320 puede reubicarse en ambos sentidos de la laguna entre los distribuidores de extremo remotamente, utilizando un dispositivo GPS.
La FIGURA 4 es un diagrama detallado que ilustra, el recinto incubador 104 de acuerdo con una modalidad. En la FIGURA 4, el recinto incubador se ilustra con un incubador 120 para facilidad de descripción. En la mayoría de las modalidades, el recinto incubador comprende una pluralidad de incubadores 120.
El recinto incubador 104 es un recinto aislado de temperatura controlada que comprende uno o más incubadores 120. En una modalidad, el recinto incubador 104 se construye con columnas de acero, vigas y paneles emparedados aislados. El recinto incubador 104 aloja los incubadores 120, tuberías, bombas, tolvas de alimentación de micro-organismos 140, e instrumentos de control asociados con los incubadores 120. En una modalidad, una bomba HVAC de 2 toneladas se diseña para mantener una temperatura de 25 grados C (77 grados F) y proporciona ventilación apropiada para el recinto incubador 104. En algunas modalidades, una bomba térmica de fuente de agua y sistema geotérmico se utilizan para extraer calor subterráneo para proporcionar calentamiento o acondicionamiento de aire para el recinto incubador 104. De acuerdo con una modalidad, un recinto separado puede emplearse para alojar equipo que no requiere aislamiento, calentamiento y acondicionamiento de aire tal como una unidad compresora 420.
En la mayoría de las modalidades, una pluralidad de incubadores 120 se utilizará para proliferar diferentes tipos, especies o cepas de microorganismos. Estos microorganismos de "amplio espectro" se almacenan en tolvas de alimentación de microorganismos 410 y alimentan en los incubadores 120 utilizando alimentadores continuos. Adecuadas sulfobacterias , nitrobacterias , fosfobacterias , bacterias que reducen hidrocarburos y otras bacterias para proliferación de los incubadores 120, se citan en el Apéndice B, Apéndice C, Apéndice D, Apéndice E y Apéndice F, respectivamente.
Bacterias que están comercialmente disponibles de America Tipo Culture Collection (ATCC) Centro de Recursos Biológicos (Biological Resource Center) se citan en los apéndices en asociación con sus Números de Catalogo ATCC. Además de los tipos específicos, especies o cepas de microorganismos alimentados al incubador para proliferación, otros microorganismos ya presentes en el efluente pueden proliferarse en la laguna 102 y/o los incubadores 104.
De acuerdo con la modalidad, los microorganismos alimentados a los incubadores 120 de las tolvas de alimentación de microorganismos 410 pueden ser microorganismos líquidos, microorganismos sólidos secos o cualquier combinación de los mismos . En la mayoría de las modalidades, la tolva de alimentación de microorganismos 410 se llena con microorganismos líquidos y/o microorganismos sólidos secos a través de una boquilla desde el techo del recinto incubador 104.
A cada incubador 120 se le alimenta microorganismos a través de un sistema de alimentación. De acuerdo con la modalidad, los microorganismos pueden alimentarse al incubador 120 a través de un sistema de alimentación húmedo o un sistema de alimentación seco. El sistema de alimentación húmedo y el sistema de alimentación seco alimentan a los incubadores 120 a un gasto de flujo definido para mantener una concentración específica de microorganismos en los incubadores 120 (por ejemplo 50 partes por millón) .
En una modalidad, el sistema de alimentación seco es un sistema de alimentación ajustable de pérdida-en-peso con un gasto de flujo constante, similar a los utilizados en prácticas farmacéuticas. En una modalidad específica, el sistema de alimentación seco se utiliza con una tolva de alimentación de microorganismos 410 con una capacidad de 0.14 m3 (5 cu ft) de microorganismos sólidos secos. El gasto de flujo en el cual los microorganismos sólido secos se alimentan en los incubadores utilizando el sistema de alimentación seco, es de .01 m3 (0.25 cu ft) por día.
En una modalidad, el sistema de alimentación húmedo es un sistema de tubo y válvula, que utiliza la fuerza de gravedad para descargar micro-organismos líquidos a los incubadores 120 a un gasto de flujo definido. En una modalidad específica, el sistema de alimentación húmedo se utiliza con una tolva de alimentación de microorganismos 410 con una capacidad aproximada de 132.5 litros (35 galones) de microorganismos líquidos. El gasto de flujo en el cual los microorganismos líquidos se alimentan en los incubadores 120 utilizando el sistema de alimentación húmedo es 6.8 litros/día (1.8 galones por día).
Los incubadores 120 se controlan a temperatura constante (por ejemplo 25 grados C (77 grados F) ) , pH balanceado y equipados con un dispositivo de dispersión de aire. En algunas modalidades, mantas de calentamiento se requieren para mantener los incubadores a temperatura constante. Los incubadores se conectan a un sistema de reposición de agua fresca diseñado para suplementar el efluente con agua fresca a fin de mantener los niveles de incubador a un nivel constante.
La altura de los incubadores 120 es equivalente a la profundidad de la laguna 102 a fin de mantener el mismo diferencial de presión de los niveles correspondientes de la laguna 102 y los incubadores 120. El nivel de efluente en los incubadores 120 se mantiene a la misma altura que el nivel de efluente en la laguna, a fin de eliminar presión diferencial que pueda frenar la proliferación de microorganismos. En una modalidad, los incubadores 120 tienen diámetro de .3 a 1.83 metros (1 a 6 pies) y altura de 4.9 metros (16 pies) . De acuerdo con la modalidad, los incubadores 120 pueden construirse de acero inoxidable, fibras de vidrio, plástico o cualquier combinación de los mismos.
Los incubadores contienen unidades para dispersión de aire 420. Las unidades para dispersión de aire 420 contienen una pluralidad (por ejemplo 4) de difusores de aire con membrana de burbujas finas. En una modalidad específica, cada difusor tiene un diámetro de 22.9 cm (9 in) y proporciona un gasto de flujo de aproximadamente 2.83 m3 /minutos (10 pies cúbicos estándar/minuto) (scfm) de oxígeno. En la modalidad ilustrada, cada unidad de dispersión de aire 420 se ubica en el fondo del segundo nivel del incubador 140. Las unidades para dispersión de aire reciben aire de las bombas de diafragma en el múltiple 150 y distribuidor 160.
En cada nivel, los incubadores 120 están equipados con agitadores 450 que agitan efluente dentro de cada nivel a fin de facilitar la proliferación de microorganismos. Los agitadores 450 incluyen un conjunto de paletas diseñado para agitar el efluente en los incubadores 120 mientras que limitan la transferencia hacia arriba o hacia abajo. Los agitadores 450 operan a baja velocidad de 1 rotación por minuto (rpm) . De acuerdo con el nivel del incubador, los agitadores 450 pueden tener diferentes números de paletas para incrementada agitación. En una modalidad específica, el agitador 450 a nivel anaeróbico (es decir nivel 7) tiene 2 paletas; el agitador 450 a nivel 6 tiene 6 paletas y los agitadores 450 a los niveles facultativos, tienen 18 paletas. De acuerdo con la modalidad, el ancho de las paletas puede variar de acuerdo con los niveles con ancho incrementado proporcionado incrementada proliferación dentro de los niveles .
Como se discutió anteriormente, cada incubador 120 recibe efluente de la laguna 102 a un gasto de flujo pre-determinado a través de un múltiple 150 que comprende un conjunto de tuberías de entrada que conectan niveles correspondientes de la laguna 102 con niveles correspondientes del incubador 120. El efluente se transmite desde el incubador 120 a la laguna 102 a un gasto de flujo pre-determinado a través de un distributor 160 que comprende un conjunto de tuberías de salida que conectan niveles correspondientes del incubador con niveles correspondientes de la laguna 102. El múltiple 150 y el distributor 160 además comprenden bombas 470 empleadas para extraer efluente de los niveles de la laguna 102 y bombear el efluente que contiene microorganismos proliferados en los incubadores, de regreso a los niveles correspondientes en la laguna 102. En la modalidad ilustrados el múltiple y distributor comprenden bombas de diafragma 470.
Las bombas 470 se energizan por una unidad compresora 420 que proporcionan presión media (276 a 414 kPa (40 a 60 psi)) para la operación de las bombas 470. En la mayoría de las modalidades, la unidad compresora 420 se ubica fuera del recinto incubador 102 y en un recinto separado sin control de temperatura. En una modalidad, el sistema de bombeo se energiza por aire utilizando un compresor de aire 420. En una modalidad específica, el compresor de aire 420 es un compresor de husillo rotatorio que comprende receptores de aire húmedo y seco, un secador de aire regenerativo sin calor, filtros de partículas y coalescentes , y válvulas de control de flujo. El secador de aire se requiere para desecar aire utilizado para la operación de las bombas de diafragma 470. En algunas modalidades, el secador de aire también controla la temperatura de aire de salida por ejemplo al mantener una temperatura de aire de salida de 25 grados C (77 grados F) . En la modalidad ilustrada, el escape de las bombas de diafragma 470 se transmite a las unidades de dispersión de aire 420 en el incubador 140. Un soplador regenerativo de baja presión (por ejemplo con menos de 69 kPa (10 psi)), suministra aire forzado a baja presión para la unidad de dispersión de aire 530 en los distribuidores de la laguna. En esta modalidad, aire comprimido intermedio también se utiliza para soplar el distributor 160 y/o el múltiple 150. En algunas modalidades, filtros coalescentes se utilizan para eliminar aceite y polvo de la unidad compresora 420 a fin de asegurar aire limpio para proliferación de microorganismos.
El número de bombas de entrada 470 en el múltiple 150 y el número de bombas de salida 470 en el distributor 160 puede variar de acuerdo con la modalidad. En una modalidad, hay 14 bombas de entrada 470 en el múltiple 150 y 28 bombas de salida 470 en el distributor 150. En la mayoría de las modalidades, las bombas de entrada 470 en el múltiple 150 tienen una cabeza negativa de aproximadamente 6.1 metros (20 ft) de columna de agua y manejan un gasto de flujo de 4 a 8 litros por minuto (1 a 2 galones por minuto) . En la mayoría de las modalidades, las bombas de salida 470 en el distributor 160 no tienen una cabeza estática pero se utilizan primordialmente para control de flujo, cada bomba de salida 470 tiene un gasto de flujo de aproximadamente 2 a 4 litros por minuto (0.5 a 1 galón por minuto) . Las bombas de entrada y salida 470 se disponen en grupos, etiquetan y montan contra paredes de extremo del recinto incubador 104 y a una elevación accesible para mantenimiento.
Un conjunto de boquillas de entrada y salida conecta los incubadores 140 con la tubería de entrada en el múltiple 150 y tubería de salida en el distributor 160. Las boquillas de entrada y salida se equipan con válvulas reguladoras u obturadoras, monitores de temperatura y monitores de pH. En una modalidad, las tuberías de entrada y salida de cada nivel se agrupan en conjunto para mantener una temperatura uniforme. En una modalidad específica, las tuberías de entrada y salida son tuberías de polipropileno de alta densidad. Los sistemas de tuberías de disponen de manera tal que las tubería a y de dos incubadores se ubican en un extremo del recinto y las otras dos en el extremo opuesto. La tubería se dispone en dos bandejas de cables (cubierta y aislamiento opcional) desde el recinto incubador a la laguna. Las tuberías de salidas se agrupan en conjunto y flotan en el nivel superior a través de la laguna (es decir entre los extremos) . Las tuberías flotantes se anclan en el banco y la flotación proporciona una transferencia de calor gradual entre la temperatura de la laguna y la temperatura del incubador, para evitar choque de crecimiento.
El distributor 160 comprende tuberías de acero y tubos empleados para distribución de aire. En una modalidad, hay 2 cabezales de recolección de descarga y entrada de aire para cada bomba 470 y 4 líneas de distribución de aire a los incubadores 120. Instrumentos de temperatura, pH y flujo así como controles se ubican en la entrada y salida de los incubadores 120. La tubería de salida de nivel uno de distributor 160 tiene un eductor 175 para agregar aire para sostener el crecimiento durante la transferencia.
La FIGURA. 5 es un diagrama de flujo que ilustra etapas realizadas por el Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 para remediar deshecho biológico. Otras modalidades pueden realizar las etapas ilustradas en órdenes diferentes y/o realizar etapas diferentes o adicionales.
El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 establece en 510 una laguna que contiene efluente y transmite en 512 el efluente desde la laguna 102 a los incubadores 140. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 genera en 514 un efluente remediado que responde a los microorganismos proliferantes en los incubadores 140 que utilizan compuestos en el efluente como un substrato para el crecimiento, de esta manera permitiendo una reacción química que transforma el compuesto orgánico. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 transmite en 516 el efluente y microorganismos de los incubadores 140 a la laguna 102. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 genera en 514 un efluente remediado en la laguna 102 que responde a microorganismos proliferantes en la laguna 102 que utilizan compuestos en el efluente como substrato para reacciones químicas. El proceso se repite hasta que todos los compuestos en el efluente se remedian.
La FIGURA 6 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas realizadas por el Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 para proliferar algas y generar metano. Otras modalidades pueden realizar las etapas ilustradas en órdenes diferentes y/o realizar etapas diferentes o adicionales.
El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 transmite en 610 deshecho anaeróbico 212 de la laguna 102 a un reactor 140. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 genera en 612 gas y fango 218 en respuesta a bacterias anaeróbicas proliferantes que digieren el deshecho anaeróbico 212. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 transmite en 614 el gas a los tubos de crecimiento de algas 130 y/o transmite el gas a una refinería. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 prolifera en 616 algas que consumen el gas y producen oxígeno en los tubos de crecimiento de algas 130. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 transmite en 618 exceso de algas de los tubos de crecimiento de algas 130 a la laguna 102 y también transmite en 522 gases a una refinería. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 genera en 524, metano al retirar sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y ácido carbónico de los gases transmitidos. El Sistema Auxiliar de Micro Gas 100 transmite fango 218 producido de digestión anaeróbica a un nivel anaeróbico de la laguna 102.
Apéndice A Bacterias Anaerobicas Tipo Género Especie NO. de Cat ATCC Acidogén. Syntrophobacter wolinii - Acidogén. Sytrophomonos wolfei - Acidogén . Bacteroides acidifaciens - Acidogén. Bacteroides frágilis 43858 Acidogén. Bacteroides gracilis - Acidogén . Bacteroides intermedius - Acidogén. Bacteroides intestinalis - Acidogén. Bacteroides microfusus - Acidogén . Bacteroides oralis - Acidogén . Bacteroides polypragmatus - Acidogén. Bacteroides putredinis - Acidogén . Bacteroides pyogenes 35418 Acidogén. Bacteroides ruminicola - Acidogén. Bacteroides salivosus - Acidogén. Bacteroides ureolyticus 33387 Acidogén . Bacteroides vulgatus 29327 Acidogén. Bacteroides zoogleoformans - Acidogén. Acetoanaerobium noterae 35199 Acidogén . Acetoanaerobium malicüm 51201 Acidogén. Acetogén . ium kivui - Acidogén . Acetogén .ium carbinolicus - Acidogén . Acetogén .ium assiliensis - Acidogén . Acetogén .ium propionicus - Acidogén . Acetogén . ium seleniigenes - Acidogén. Acetogén. ium venetianus - Acidogén . Pelobacter acidigallici 49970 Acetogén. Desulfovibrio · vulgaris 7757 Acetogén. Leuconostoc mesenteroides 27258 Acetogén. Klebsiella oxytoca 33496 Acetogén. Klebsiella mobilis - Acetogén. Klebsiella ozaenae 11296 Acetogén. Klebsiella trevisanii - Acetogén. Clostridium butyricum - Acetogén. Clostridium propionicum 25522 Acetogén. Clostridium aceticum 35044 Acetogén. Clostridium acetobutylicum 39236 Acetogén. Clostridium acidisoli BAA-167 Acetogén . Clostridium acidurici Acetogén. Clostridium algidicarnis Acetogén. Clostridium cadaveris 25783 Acetogén. Clostridium carnis 25777 Acetogén . Clostridium cellulofermenta - ns Acetogén. Clostridium collagenovorans 49001 Acetogén. Clostridium glycolicum 29797 Acetogén. Clostridium haemolyticum 9652 Acetogén. Clostridium herbivorans Acetogén . Clostridium intestinale 49213 Acetogén. Clostridium lactatifermenta - ns Acetogén . Clostridium methoxybenzovor 70085 ans 5 Acetogén. Clostridium nitrophenolicum -Acetogén . Clostridium papyrosolvens 35413 Acetogén. Clostridium peptidivorans -Acetogén. Clostridium putrefaciens 25786 Acetogén. Clostridium rectum 25751 Acetogén. Clostridium saccharolyticum 35040 Acetogén. Clostridium scatologenes 25775 Acetogén. Clostridium thermaceticum -Acetogén. Clostridium thermocellum 27405 Acetogén . Clostridium thermohydrosulf 35609 uricum Acetogén. Clostridium xylanovorans - Acetogén. Ruminococcus albus 27210 Acetogén. Ruminococcus bro ii 51896 Acetogén. Ruminococcus callidus 27760 Acetogén. Ruminococcus flavefaciens 49949 Acetogén. Ruminococcus gauvreauii - Acetogén . Ruminococcus hansenii 27752 Acetogén . Ruminococcus hydrogenotrophi - cus Acetogén . Ruminococcus lactaris 29176 Acetogén. Ruminococcus pasteurii - Metanogén. Methanobacterium formicicum 33274 Metanogén. Methanobacterium thermoanti troph - icum Metanogén. Methanobacterium aarhusense - Metanogén. Methanobacterium alcaliphilum 43379 Metanogén. Methanobacterium arboriphilicus - Metanogén. Methanobacterium beijingense - Metanogén. Methanobacterium bryantii 33272 Metanogén. Methanobacterium congolense - Metanogén. Methanobacterium defluvii 51443 Metanogén. Methanobacterium thermoflexus 51444 Metanogén. Methanobacterium espanolae BAA- 1073 Metanogén. Methanobacterium ivanovii BAA- 930 Metanogén. Methanobacterium mobilis - Metanogén. Methanobacterium oryzae - Metanogén. Methanobacterium palustre BAA- 1077 Metanogén. Methanobac erium ru inantium - Metanogén. Methanobacterium subterraneum 70065 "7 / Metanogén. Methanobacterium thermoaggregans 43168 Metanogén. Methanobacterium thermoalcaliphi 43169 lum Metanogén. Methanobacterium thermautotrophi - cum Metanogén. Methanobacterium thermoformicicu - m Metanogén. Methanobacterium thermophilum - Metanogén. Methanobacterium uliginosum 35997 Metanogén. Methanobact rium wolfei 43096 Metanogén. Methanobrevibacter ruminantium 35063 Metanogén. Methanobrevibacter acididurans - Metanogén. Methanobrevibacter arboriphilicus 33747 Metanogén. Methanobrevibacter cuticularis - Metanogén. Methanobrevibacter curvatus - Metanogén. Methanobrevibacter filiformis - Metanogén. Methanobrevibacter gottschalkii BAA- 1169 Metanogén. Methanobrevibacter thaueri - Metanogén. Methanobrevibacter woesei - Metanogén. Methanobrevibacter wolinii - Metanogén. Methanobrevibacter millerae - Metanogén. Methanobrevibacter olleyae - Metanogén. Methanobrevibacter oralis - Metanogén. Methanobrevibacter smithii 35061 Metanogén. Methanosarcina bakerii - Metanogén. Methanosarcina methanica - Metanogén. Methanosarcina acetivorans 35395 Metanogén. Methanosarcina báltica - Metanogén. Methanosarcina frisia - Metanogén. Methanosarcina lacustris - Metanogén. Methanosarcina mazei BAA- 159 Metanogén. Methanosarcina methanica - Metanogén. Methanosarcina semesiae - Metanogén. Methanosarcina siciliae BAA- 931 Metanogén. Methanosarcina thermophila 43570 Metanogén. Methanosarcina vacuolata 35090 Metanogén. Methanococcus frisius Metanogén. Methanococcus mazei 43340 Metanogén. aeolicus BAA- 1280 Metanogén. Methanococcus deltae 35294 Metanogén. Methanococcus vulcanius 70085 1 Metanogén. Methanococcus Metanogén. Methanococcus fervens BAA- 1071 Metanogén. Methanococcus halophilus Metanogén. Methanococcus igneus Metanogén. Methanococcus infernus Metanogén. Methanococcus jannaschii Metanogén. Methanococcus maripaludís 43000 Metanogén. Methanococcus thermolithotrop hicus Metanogén. Methanococcus vannielii 35089 Metanogén. Methanococcus volt e BAA- 1334 Metanogén. Metanogén. ium aggregans Metanogén. Metanogén. ium bourgense Metanogén. Metanogén. ium cariaci 35093 Metanogén. Metanogén . ium frigidum Metanogén. Metanogén. ium frittonii Metanogén. Metanogén. ium liminatans Metanogén. Metanogén. ium marinum Metanogén. Metanogén. ium marisnigri 35101 Metanogén. Metanogén. ium olentangyi Metanogén. Metanogén. ium organophilum BAA- 914 Metanogén. Metanogén . ium tationis Metanogén. Metanogén . ium thermophilicum Metanogén. Methanomicrobium mobile 35094 Metanogén. Methanomicrobium paynteri Metanogén. Methanospirillum hungatei 27890 Apéndice B Sulfobacterias Tipo Función Género Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfobacter Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfobacter Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfobacter Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfobacter Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfobacter Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfobacter Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfobacter Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfococcus Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfococcus Anaerob. Reductoras de Sulfato Desulfonema Anaerob . Redüctoras de Sulfato Desulfonema Anaero . Redüctoras de Sulfato Desulfonema Anaerob . Redüctoras de Sulfato Desulfonema Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfosarcina Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfosarcina Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfosarcina Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfovibrio Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfotomaculum Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfotomaculum Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfotomaculum Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfotomaculum Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfotomaculum Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfotomaculum Anaerob. Redüctoras de Sulfato Desulfotomaculum Aerob. Bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob . bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob. bacterias de azufre Chromatium Aerob . bacterias de azufre Chroma ium Aerob . bacterias de azufre Thiocystis Aerob. bacterias de azufre Thiocystis Aerob. bacterias de azufre Thiocystis Aerob. bacterias de azufre Thiocystis Aerob. bacterias de azufre Thiocystis Aero . bacterias de azufre Thiopedia Facult . bacterias de azufre Thiotrix Facult . bacterias de azufre Thiotrix Facult . bacterias de azufre Thiotrix Facult . bacterias de azufre Thiotrix Facult . bacterias de azufre Beggiatoa Facult . bacterias de azufre Thiobacillus Facult . bacterias de azufre Thiobacillus Apéndice B Sulfobacterias (continúa) Tipo Especie No. de Anaerob. curvatus 43919 Anaerob. giganteus - Anaerob. halotolerans - Anaerob. hydrogenophi1us 43915 Anaerob. latus 43918 Anaerob. postgatei 33911 Anaerob. vibrioformis - Anaerob . multivorans 33890 Anaerob. biacutus - Anaerob. limicola 33961 Anaerob. ishimotonii - Anaerob. ishimotoi - Anaerob . magnum 35288 Anaerob. cetonicum - Anaerob. ovata - Anaerob. variabilis - Anaerob. vulgaris 7757 Anaerob. acetoxidans 49208 Anaerob. halophilum 700650 Anaerob. luciae 700428 Anaerob. nigrificans 19858 Anaerob. putei 700427 Anaerob . solfataricum BAA-573 Anaerob. thermobenzoicum BAA-281 Aerob . okenii - Aerob. glycolicum - Aerob . gracile - Aerob . minus - Aerob. minutissimus - Aero . purpuratum - Aerob. salexigens - Aerob . tepidum - Aerob . vmosum Aero . violascens Aero . warmingii Aerob . weissei Aerob . winogradsky Aerob . gelatinosa Aerob . minor Aerob . violácea Aerob . violascens Aerob . rosea Facult . eikelboomii 49788 Facult . fructosivorans 49749 Facult . nivea 35100 Facult . unzii 49747 Facult . alba 33555 Facult . thioparus 23645 Facult . organoparus 27977 Apéndice C Nitrobacterias Tipo Función Género Aerob. Nitrif . Nitrobacter Aerob . Nitrif . Nitrobacter Aero . Nitrif . Nitrobacter Aerob . Nitrif. Nitrobacter Aerob. Nitrif . Nitrobacter Aerob . Nitrif . Nitrosomonas Aerob . Nitrif. Ni trosomonas Aerob . Nitrif. Ni trosomonas Aero . Nitrif. Ni trosomonas Aero . Nitrif. Ni trosomonas Aerob . Nitrif . Ni trosomonas Aerob . Nitrif. Ni trosomonas Aerob. Nitrif. Nitrosomonas Aerob . Nitrif. Ni trosomonas C Nitrobacterias (continúa) Tipo Especie No. de Cat ATCC Aerob . winogradskyi 25391 Aerob . alkalicus - Aerob . hamburgensis - Aero . mobilis 25380 Aerob . vulgaris - Aerob . aestuarii - Aerob . communis - Aerob . europaea 19718D Aerob . eutropha - Aerob . halophila - Aero . marina _ .Aerob. nitrosa Aerob. oligotropha Aero . ureae Apéndice D Fosfobacterias Punción Género Especie No. de Cat ATCC Solubil. Rhizobiu 1eguminosarum 101140 de fósforo Solubil. Burkholderia cepacia 10856 de fósforo Solubil. Bacillus firmus 14575 de fósforo Solubil. Bacillus amyloliquefaciens 23350 de fósforo Solubil. Bacillus licheniformis 10716 de fósforo Solubil. Bacillus atrophaeus 49337 de fósforo Solubil . Paenibacillus macerans 49035 de fósforo Solubil. Vijbrio proteolyticus 15338 de fósforo Solubil. Xanthobacter agi 43847 de fósforo Solubil . Enterobacter aerogenes 13048 de fósforo Solubil . Enterobacter asburiae 35953 de fósforo Solubil . Kluyvera cryocrescens 14237 de fósforo Solubil . Pseudomonas stutzeri 11607 de fósforo Solubil . Pseudomonas luteola 35563 de fósforo Apéndice E Bacterias Reductoras de Hidrocarburos Tipo Función Género Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Geojacter Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Geojbacter Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Geobacter Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Geojbacter Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Geobacter Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Geobacter Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Geothrix Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Paenibacillus Anaerob. etabol . de hidrocarb. Paenibacillus Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Enterobacter Anaerob. Metabol . de hidrocarb. Micrococcus Aerob . Metabol . de hidrocarb . Pseudomonas Aerob. Metabol . de hidrocarb . Bacillus Apéndice E Bacterias Reductoras de Hidrocarburos (continúa) Tipo Especie No. de Cat ATCC Anaerob. bremensis BAA-607 Anaerob. grbiciae BAA-45 Anaerob. metallireducens 53774 Anaerob . pelophilus BAA-603 Anaerob. pickeringii BAA-1140 Anaerob . sulfurreducens 51573 Anaerob. fermentans 700665 Anaerob. naphthaleño-vorans BAA-206 Anaerob. validus 43897 Anaerob . aerogenes 13048 Anaerob . luteus 10054 Aerob . putida 11172 Aerob . megaterium 10778 Apéndice F Otras Bacterias Tipo Función Género Aero . General Hahscomenobacter Aerob. Form. de floc. Zoogloea Aerob . Form. de floc. Zoogloea Aerob. Form. de floc. Zoogloea Aero . Form. de floc. Comamonas Aerob. Form. de floc. Comamonas Aerob. Form. de floc. Xanthomonas Aerob. Form. de floc. Pseudomonas Aerob. Form. de floc, Pseudomonas Aerob. Filamentosa Spheretilus Aerob. Filamentosa Alyswsphaera Aerob. Filamentosa Monihbacter Aerob. Filamentosa Alys omicrobium Aerob. Filamentosa Sphaeronema Aerob. Filamentosa Meganema Aerob. Filamentosa Crenothrix Apéndice F Otras Bacterias (continúa) Tipo Especie No. de Cat ATCC Aerob. hydrossis 27775 Aero . ramigera 19544 Aerob. oryzae Aerob . resiniphila 700687 Aerob. testosteroni 11996 Aero . aquatica 11330 Aerob . campestris 10201 Aerob . abietaniphila 700689 Aerob . aeruginosa 10145 Aerob . natans Aerob . europaea Aerob . batavus Aerob . bavancum Aerob . i tahcum Aerob. penderoedes Aerob . polyspora Apéndice G Algas y Bacterias Azul-verde (Anaeróbicas) Tipo Género Especie Bacteria azul--verde Aphanothece luteola Bacteria azul--verde Aphanothece clathratiformis Bacteria azul--verde Aphanothece halophytica Bacteria azul--verde Microcystis aeruginosa Bacteria azul -verde Oscillatoria agardhn Bacteria azul--verde Oscillatoria mougeotii Bacteria azul-verde Oscillatoria pseudagardl Bacteria azul--verde Oscillatoria rubescens Bacteria azul--verde Oscillatoria sp Bacteria azul -verde Oscillatoria sp Bacteria azul--verde Oscillatoria sp Bacteria azul--verde Oscillatoria sp Bacteria azul -verde Oscillatoria sp Bacteria azul -verde Oscillatoria sp Bacteria azul -verde Oscillatoria sp Bacteria azul--verde Anabaena sp Bacteria azul -verde Anabaena affinis Bacteria azul -verde Anabaena cylindrica Bacteria azul -verde Anabaena doliolum Bacteria azul -verde Anabaena flos-aguae Bacteria azul -verde Anabaena variabilis Algas Anabaena sp Algas Volvox sp Algas Spirogyra sp Algas Synedra sp Algas Closterium(desmi sp d) Algas Chlamydomonas sp Algas Chlorella sp Algas Oscillatoria sp Algas Euglena sp Algas Oedogonium sp Diatom. Cyclotella sp Diatom. Achnanthes sp Diatom. Navícula sp Diatom. Phaeodactylu sp Diatom. Synedra sp Diatom. Thalassiosira sp Euglenoidee Euglena acus Euglenoide Euglena gracilis Euglenoide Euglena gracilis "Z Euglenoide Astasia sp Euglenoide Phacus sp Euglenoide Trachelomonas sp Algas Verde--Café isochrysis sp Algas Verde-¦Café Coccolithophora sp Algas Verde-¦Café Monochrysis sp Algas Verde--Café Nannochloropsis sp Algas Verde--Café Ochromonas sp Algas Verde--Café Synura sp Algas Rojas Acrochaetium sp Algas Rojas Agardhiella sp Algas Rojas Bangia sp Algas Rojas Batrachospermum sp Algas Rojas Callithamnion byssoides Algas Rojas Caloglossa Algas Rojas Polysiphonia Algas Rojas Porphyridium Algas Rojas Rhodymenia Apéndice G Algas y Bacterias Azul-verde (Anaeróbicas ) (continúa) Tipo No. de No. de Prod. De Cat . Carolina ATCC Biological Supply Company Bacteria azul-verde Bacteria azul-verde Bacteria azul-verde 43922 Bacteria azul-verde Bacteria azul-verde _ Bacteria azul-verde _ Bacteria azul-verde _ Bacteria azul-verde _ Bacteria azul-verde 29135 Bacteria azul-verde 29134 Bacteria azul-verde 29215 _ Bacteria azul-verde 29205 Bacteria azul-verde 27906 Bacteria azul -verde 27930 - Bacteria azul -verde 27935 - Bacteria azul -verde 33081 - Bacteria azul -verde 55755 - Bacteria azul -verde 29414 - Bacteria azul -verde 43530 - Bacteria azul -verde 22664 - Bacteria azul -verde 29413-U - Algas - 151507 Algas - 151507 Algas - 151507 Algas - 151507 Algas 151507 Algas - 151507 Algas - 151507 Algas - 151507 Algas - 151507 Algas - 151507 Diatom. - 153020 Diatom. - 153005 Diatom. " - 153045 Diatom. - 153065 Diatom. - 153095 Diatom. _ 153110 Euglenoidee 152785 Euglenoide 152800 Euglenoide 152802 Euglenoide 152720 Euglenoide 152845 Euglenoide 152870 Algas Verde-Café 153180 Algas Verde-Café 153145 Algas Verde-Café 153185 Algas Verde-Café 153220 Algas Verde-Café 153200 Algas Verde-Café 153210 Algas Rojas 153465 Algas Rojas 153480 Algas Rojas 153510 Algas Rojas 153515 Algas Rojas 153520 Algas Rojas 153527 Algas Rojas 153580 Algas Rojas 153599 Algas Rojas 153635

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un método para remediar deshechos de ganado, caracterizado porque comprende: establecer una laguna de efluente, que comprende un conjunto de sub-porciones a diferentes niveles en la laguna asociado con un conjunto correspondiente de concentraciones de oxígeno disuelto, cada sub-porción de la laguna tiene una concentración diferente de oxígeno disuelto; establecer un incubador que comprende un conjunto de sub-porciones asociadas con el conjunto de concentraciones de oxígeno disuelto, cada sub-porción del incubador tiene una concentración diferente de oxígeno disuelto; transmitir un volumen de efluente de cada sub-porción de la laguna a una sub-porción correspondiente de un incubador que tiene una concentración substancialmente similar de oxígeno disuelto como la sub-porción de la laguna; y generar un primer volumen remediado de efluente en la sub-porción correspondiente del incubador, en respuesta a proliferar un primer microorganismo que utiliza un primer compuesto en el volumen de efluente como un substrato para crecimiento, el primer microorganismo permite una primer reacción química que altera el primer compuesto.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: transmitir el primer volumen remediado de efluente y el primer microorganismo desde la sub-porción correspondiente del incubador a una sub-porción correspondiente de la laguna, que tiene una concentración substancialmente similar de oxígeno disuelto como la sub-porción correspondiente del incubador; y generar un segundo volumen remediado de efluente en la sub-porción correspondiente de la laguna en respuesta a proliferar el primer microorganismo.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: transmitir el primer volumen remediado de efluente y el primer microorganismo desde la sub-porción correspondiente del incubador a una sub-porción correspondiente de la laguna, que tiene una concentración substancialmente similar de oxígeno disuelto como la sub-porción correspondiente del incubador; y generar un segundo volumen remediado de efluente en la subporción correspondiente de la laguna, en respuesta a proliferar un segundo microorganismo que utiliza un segundo compuesto en el primer volumen remediado de efluente como substrato para crecimiento, el segundo microorganismo permite una segunda reacción química que altera el segundo compuesto.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer microorganismo es una fosfobacteria y el primer compuesto comprende fosfato.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer microorganismo es una nitrobacteria y el primer compuesto comprende nitrógeno.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer microorganismo es una sulfobacteria y el primer compuesto comprende azufre.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer microorganismo es una bacteria reductora de hidrocarburos y el primer compuesto comprende hidrocarburo.
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de concentraciones de oxígeno disuelto comprende concentraciones que corresponden a un gradiente de concentraciones en el intervalo desde cero a 5 mg/L.
9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende: transmitir un volumen de efluente desde una sub-porción de la laguna asociada con una concentración de oxígeno disuelto de substancialmente cero a un reactor; y generar un segundo volumen remediado de efluente en el reactor, que responde a proliferar un segundo microorganismo que utiliza un segundo compuesto en el volumen de efluente como substrato para crecimiento, el segundo microorganismo permite una segunda reacción química que altera el segundo compuesto.
10. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el segundo microorganismo es una bacteria termofílica.
11. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la segunda reacción química que altera el segundo compuesto químico produce un sub-producto gaseoso y además comprende: transmitir el sub-producto gaseoso a un tubo de crecimiento; proliferar en el tubo de crecimiento, un alga que transforma el sub-producto gaseoso en oxígeno.
12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque además comprende: transmitir las algas del tubo de crecimiento a una sub-porción de la laguna; y generar una concentración de oxígeno disuelto incrementada en la sub-porción de la laguna que responde a proliferación de las algas en la sub-porción de la laguna.
13. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la segunda reacción química que altera el segundo compuesto químico produce un sub-producto gaseoso y además comprende: transmitir el sub-producto gaseoso a un área de refinería; y filtrar el sub-producto gaseoso en el área de refinería para producir metano.
14. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende: generar una concentración de oxígeno . disuelto incrementada en una sub-porción de la laguna que responde a aireación mecánica de la sub-porción de la laguna.
15. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende: generar una concentración de oxígeno disuelto incrementada en una sub-porción del incubador en respuesta a aireación mecánica de la sub-porción del incubador.
16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la proliferación del primer microorganismo en la sub-porción correspondiente del incubador, comprende: agitar el volumen de efluente de manera tal que la dispersión del volumen de efluente dentro de la sub-porción correspondiente del incubador se lleva al máximo y la transmisión del volumen de efluente entre el conjunto de sub-porciones del incubador se minimiza.
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