MXPA98001653A - Composicion para sanar el terreno y el agua y proceso de mejora y aparato para ello - Google Patents

Abstract

Se describe un método simplificado para manejar el crecimiento y dispersión de microorganismos en solución que puede adaptarse a muchas aplicaciones de uso final diferentes, incluyendo el tratamiento de césped, vegetación decorativa y de ornato, plantas de horticultura y cultivos agrícolas. La provisión de los materiales iniciales de microorganismos en forma de suspensiones acuosas que se incorporan en forma líquida en un volumen grande de agua en un recipiente y el subsecuente crecimiento de biomasa en el recipiente proporciona la simplicidad y flexibilidad no obtenida previamente en los dispositivos y métodos de la técnica anterior. El método proporciona biomasas que contienen microorganismos para mejorar el crecimiento de la vegetación, proporcionar resistencia a las enfermedades y/o pestes, desintoxicación, retiro de sólidos, o cualquier combinación de los anteriores. Se describe también el aparato para realizar el método de la invención también, el cual incluye dispositivos de alimentación de líquidos eficientes y simples.

Description

COMPOSICIÓN PARA SANAR EL TERRENO Y EL AGUA Y PROCESO DE MEJORA Y APARATO PARA ELLO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta solicitud es una continuación parcial de la solicitud no. de serie 08/190, 632, presentada el 2 de febrero de 1994, titulada "Reactor para microorganismos y dispositivo alimentador para el mismo",_ y que será publicada como patente de EE.UU. no. 5, 447, 866 el 5 de septiembre de 1995. La invención se refiere a procesos para mejorar las condiciones del terreno y el agua y mejorar su capacidad de sostener vegetación incluyendo cultivos. Mas particularmente, se refiere a métodos tales que usan microorganismos para mejorar las propiedades de la tierra y del agua. La mejora de las condiciones del terreno y el agua para mejorar el crecimiento de vegetación es un tema de mucho interés e importancia. Parques, campos de golf, cementerios, granjas productoras de césped, campos atléticos y otros lugares similares necesitan extensa vegetación decorativa y funcional, incluyendo pasto, arbustos y árboles. La vegetación debe ser fácil de mantener, proporcionando una apariencia visual agradable y deben ser resistentes para soportar el uso extensivo, particularmente en áreas tales como parques, campos atléticos y campos de golf. La horticultura comercial, tal como invernaderos y productores de paisajes y plantas mullidas también requieren tierra y agua que apoyan el crecimiento vigoroso y sano de las plantas comerciales. Similarmente, la agricultura también requiere condiciones de terreno y agua que apoya el crecimiento óptimo de las plantas ya sea que sean cultivos de campo, de hortalizas o en árboles. Muchas fuentes de agua o cuerpos de agua están contaminadas de una manera u otra. Es típico que el agua de pozo incluya contaminantes que originalmente se disolvieron o entraron al agua de riego que subsecuentemente fluyo hacia los pozos portando con ella los contaminantes. En el otro extremo, los estanques de recolección de agua residual que claramente están altamente contaminados desde el principio deben frecuentemente ser tratados para reducir la contaminación de tal forma que el agua puede ser reusada para varios propósitos y para que no se acumulen altos grados de contaminación residual en un estanque de agua de desecho durante un período de tiempo. Varias patentes previas han sido publicadas que tratan sobre este tema. Esas patentes (nos. 5, 227, 067; 5, 227, 068; y 5, 314, 619, todos a nombre de L.Runyon, y asignado a Eco Soil Systems, Inc. de San Diego California) tratan de una variedad de aspecto del remedio y mejoramiento del terreno y tratamiento de agua al aplicar varios microorganismos, enzimas y nutrientes para los microorganismos del suelo y el agua. Los sistemas descritos en esas patentes han probado ser bastante exitosas y se han obtenido beneficios substanciales para áreas de aplicación tales como campos de golf, parques y campos de cultivo. Sin embargo, esos sistemas previos utilizaron reactivos solidos que tenían que ser disueltos o dispersados antes del uso, o eran problemáticos y no particularmente adecuados para el tratamiento de terrenos o agua en áreas extensas o en una amplia variedad de diferentes tipos de aplicaciones. En particular, el manejo de reactivos solidos frecuentemente presento problemas con respecto a las diferentes tasas de disolución, concentraciones y tasas de crecimiento. La presente invención proporciona un sistema conveniente el cual mientras que retiene todos los aspectos benéficos de los sistemas previos, se simplifica substancialmente con respecto al manejo del crecimiento y la dispersión de los microorganismos en la solución y también sea adaptable a muchas aplicaciones finales, incluyendo el tratamiento de césped, vegetación ornamental, y cultivos de horticultura y agricultura. La provisión de los materiales de microorganismos iniciales en forma de suspensiones acuosas que se incorporan en un volumen grande de agua en un recipiente y crecimiento subsecuente de la biomasa en el recipiente proporciona simplicidad y flexibilidad no obtenida previamente de los dispositivos y los métodos de , la técnica anterior. Por lo tanto, en una modalidad la presente invención es un método para remediar y mejorar el terreno o el agua que consiste en: formar suspensiones acuosas concentradas de microorganismos y/o nutrientes; inyectar las suspensiones acuosas en un volumen substancialmente mayor de agua; retener el volumen mayor de agua con las suspensiones dispersadas en el recipiente a una temperatura y durante aun tiempo suficiente para que los microorganismos se alimenten de cuando menos una parte de los nutrientes, se reproduzcan y multipliquen formando una biomasa concentrada que contengan un residuo de los nutrientes y un numero mayor de los microorganismos en el agua; dispersar después la biomasa, completa o continuamente, del recipiente y dispersar la biomasa en el terreno o el agua; y mantener los microorganismos, y el terreno y el agua, vivos y activos con el resto de los nutrientes durante un período de tiempo suficiente para mejorar las propiedades predeterminadas deseables del terreno o el agua. Si la biomasa se surte continuamente, las suspensiones acuosas de los nutrientes se agregara continuamente al recipiente para mantener la densidad de la biomasa. En otra modalidad, la invención es un aparato para remediar y mejorar el terreno y el agua que consiste en cuando menos un recipiente para una suspensión acuosa concentrada de microorganismos y/o nutrientes; un contenedor cuando menos mas grande que el recipiente, y un conducto para líquidos entre ellos; un inyector para mover la suspensión acuosa a través de un conducto e inyectar la suspensión acuosa en un volumen de agua mayor que el volumen de la suspensión acuosa; y dentro del contendor; medios operativos para producir y mantener las condiciones durante un período de tiempo dentro del contenedor que conduzcan a la reproducción y crecimiento de los microorganismos en la presencia de los nutrientes, de tal forma que los microorganismos durante el período de tiempo, se multipliquen en una biomasa acuosa que consista de los microorganismos dispersos en el agua del contenedor; de tal forma que la biomasa acuosa puede dispersarse subsecuentemente en el terreno o el agua y los microorganismos se mantienen vivos y activos durante un período de tiempo suficiente para mejorar las propiedades predeterminadas deseadas del terreno o el agua o reducir predeterminadas propiedades indeseables del terreno o el agua. Los microorganismos útiles aquí mejoraran el crecimiento de las plantas, proporcionaran la supresión o erradicación de pestes, la desintoxicación del terreno o el agua, la degradación de los solidos o cualquier combinación de lo anterior. Los microorganismos ejemplares incluyen termofilos, microorganismos que utilizan carbohidratos como substratos de crecimiento, bacterias fijadoras del nitrógeno, halófilos, bacterias generadores de oxígeno, .agentes de control de enfermedades especificas, agentes de control de enfermedades de amplio espectro, microorganismos para a degradación de paja o escombros, y microorganismos que funcionan como insecticidas, fungicidas, metabolitos y/o herbicidas. EL sistema también sirve para promover el crecimiento microbiano y estimular la producción de metabolitos, tales como antibióticos que funcionan como fungistaticos, bactericidas y similares. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama esquemático del proceso básico de la presente invención, que ilustra alimentadores de líquidos, reactivos para el crecimiento de biomasa y sistemas de control para controlar la operación del proceso. Las figuras 2 , 3 y 4 son diagramas esquemáticas de diferentes sistemas para dispersar las biomasas que crecen en el presente proceso, incluyendo dispersión por rocío e irrigación, dispersión remota por medio de vehículos, y dispersión remota por medio de sistemas conectados. Las figuras 5, 6 y 7 ilustran en imágenes diferentes aplicaciones finales del presente proceso, incluyendo el tratamiento del césped y plantas de ornato (ilustrados en forma de un campo de gol en la figura 5), uso en horticultura (ilustrado por el tratamiento a plantas de invernadero en la figura 6), y el uso en agricultura (ilustrado por el tratamiento ' de hileras de cultivo en la figura 7) . Las figuras 8 y 9 ilustran esquemáticamente respectivamente, el tratamiento de el agua de un pozo por medio del proceso de esta invención para la purificación del agua y cargar el agua con nutrientes y tratamiento del agua de desecho (figura 9), ilustrando el uso del proceso para la reducción de solidos y toxinas y purificaciones para el reuso posterior del afluente ya limpio. La figura 10 ilustra un reactor de crecimiento para biomasa de múltiples cámaras que sirve para el crecimiento asilado de diferentes microbios. La figura 11 ilustra un reactor de crecimiento de biomasa en el cual crecen microorganismos de crecimiento indescriminado, tales como hongos, y la biomasa resultante es macerada para permitir el flujo libre de los microorganismos a través del sistema. La figura 12 dividida en las secciones A y B, ilustran dos medios de aplicar las composiciones: por avión (12-A) y por medio de un distribuidor operado manualmente (12-B). La figura 13 ilustra esquemáticamente el uso de la invención con el fin de corregir el agua del suelo. El proceso de esta invención se entenderá mejor por medio de la referencia a los dibujos. En la figura 1, se muestra el proceso, básico. Un aspecto critico es el de proporcionar inicialmente soluciones liquidas concentradas de microorganismos enzimas y nutrientes a través de los dispositivos de alimentación 2. El uso de uso de microorganismos líquidos alimentados desde recipientes concentrados 2, mejora substancialmente el presente proceso con respecto a la técnica anterior que utilizaba reactivos iniciales solidos que tenían que ser incorporados directamente en los reactores de crecimiento de biomasa. El uso de alimento liquido a través de tanques de alimento concentrado separados 2 permite que el proceso de crecimiento de la biomasa en los reactores de crecimiento 4 avance mas rápidamente que al inicio y con mayor uniformidad, ya que los alimentos de microorganismos líquidos se dispersan rápidamente en los tanques de crecimiento 4 , y no se concentra en o cerca de un contenedor de alimento solido sumergido en el liquido en el tanque de crecimiento. Una dispersión efectiva y rápida del liquido en todo el tanque de crecimiento permite un crecimiento óptimo de la biomasa en todo el tanque y no solo en unas áreas cercanas al recipiente de alimento solido, teniendo áreas de crecimiento sobre-estimulado y otras áreas, a alguna distancia del contenedor solido, desierto casi completamente de microorganismos. Los diferentes microorganismos (que se ilustraran específicamente adelante) pueden mezclarse en forma liquida en los recipientes de alimento concentrado 2 , o los microorganismos individuales o mezclas de microorganismos pueden estar contenidos en una pluralidad de recipientes de concentrado de alimento (designado como 2, 2' y 2"). El uso de una pluralidad de recipientes para concentrado 2 puede ser ventajoso en donde se requiere usar una amplia variedad de microorganismos y en donde microorganismos diferentes deben inyectarse en el sistema en diferentes momentos, o en diferentes concentraciones. De manera similar, es útil cuando ha de usarse una cantidad mucho mayor de uno o algunos tipos de microorganismos en comparación con otros, ya que aquellos que necesitan se rellenar frecuentemente pueden aislarse en su propio contenedor o contenedores 2 que pueden ser reprovistos o reemplazados fácil y frecuentemente, mientras que los microorganismos y nutrientes que se usan a una tasa mucho mas lenta pueden mantenerse en sus recipientes de concentrado original. El sistema se controla por medio del controlador 6 que es preferentemente un microprocesador de tipo apropiado. El controlador 6 registra la concentración y otras condiciones de operación de los recipientes 2 y los reactores 4 como se indica con líneas punteadas, y en los momentos preprogramados detendrá o arrancara las bombas 8 para inyectar las lechadas de microorganismos liquidas concentradas iniciales de los tanques a los reactores 4, o abrirá las válvulas 10 ya sea para drenar los reactores 4 completamente de la biomasa acumulada después de que haya transcurrido el ciclo de crecimiento o bien drenar continuamente los reactores 4 durante un ciclo de flujo continuo. Los tanques, sensores, controles y bombas y válvulas comerciales son fáciles de conseguir. Algunos se describen en las patentes citadas previamente y otras se describen ampliamente en la literatura y fuentes comerciales tales como catálogos. Aquellos expertos en la técnica discernirán los diferentes tipos de equipo que existen y que son apropiados aquí . El sistema en la figura 1 se muestra con dos juegos paralelos de tanques de concentrado 2 y reactor 4. EN algunos casos el proceso puede realizarse con un solo reactor 4 y un tanque o varios tanques de concentrado 2 asociados apropiados.

Sin embargo esto tiene la desventaja de que cuando un ciclo se completa, todo el sistema debe apagarse para que se alimenten nuevas provisiones de microorganismos concentrados, enzimas y nutrientes ya sea al tanque de concentrado 2 o nuevos tanques 2 insertados. Pero lo mas importante sin embargo es que el reactor 4 debe apagarse para limpiar, esterilizar y purificar.

Mientras que un solo sistema es apagado es claro que no se provee biomasa para el uso final, ya sea que se trate de agricultura, horticultura y otra aplicación. Por lo tanto se prefiere tener cuando menos dos sistemas paralelos, como se ilustra en la figura 1, cada uno operando en un punto diferente en el ciclo de limpieza, esterilización y purificado del contenedor; la adición de agua; la inyección de la suspensión de alimento liquido; crecimiento de la biomasa; y drenaje del contenedor y alimentación de la biomasa, de tal forma que cuando una de las unidades este parado para mantenimiento y recarga, esperando el crecimiento lento de ciertos tipos de microorganismos o en caso de algún mal funcionamiento, el otro sistema puede estar operando produciendo la biomasa y dispersándola a su uso final. A este respecto se contempla que sistemas comerciales mas grandes que utilicen la presente invención puedan contener dos, tres o mas reactores/unidades de concentrado de alimento liquido paralelos de tal forma que una o mas puedan estar operando en un cierto momento, aun cuando otros estén desactivados para su mantenimiento o están en una porción del ciclo de crecimiento de biomasa cuando no es apropiado dispersar nada de la lechada de biomasa. Aquellos expertos en la técnica podrían determinar el numero óptimo de unidades para un uso final dado, dependiendo de factores tales como el área del terreno o volumen del agua que se va a tratar, el tipo y concentración de vegetación en cuestión y el costo del equipo. Alternativamente para operar dos , tres o mas unidades de reactor/ concentrado de alimentación liquido en paralelo, puede utilizarse una unidad simple en un ciclo de flujo continuo. El proceso de inoculación del reactor 4 desde los tanques de alimentación de liquido 2 es como se describe antes; sin embargo una vez que la biomasa en el reactor 4 ha alcanzado una densidad sustentable, se drena a través de a válvula 10 con una velocidad constante que es consonante con el mantenimiento de la biomasa a través de la alimentación continua desde los tanques 2. Así el suelo o agua que se este tratando (o las distribuidoras que se estén llenado) puede proveerse continuamente con un flujo de biomasa mientras que la biomasa dentro del reactor 4 se provee con suficientes nutrientes para continuar creciendo reemplazando lo que se usa. Una ventaja de este proceso continua de alimentación y dispersión de la biomasa es que el reactor 4 no necesita limpiarse y esterilizarse después de cada ciclo de crecimiento. Aquellos expertos en la técnica podrán determinar las tasas de retiro de la biomasa y de adición de nutrientes al reactor para mantener la fermentación continua de la biomasa. Los tanques 2 y los reactores 4 pueden tener cualquier tamaño conveniente. Se ha encontrado que es particularmente efectivo el que tengan unos tamaños tales que un sistema completo que contenga un control 6, uno o mas tanques de concentrado 2 y el reactor 4 pueden estar contenidos en una sola paleta que puede moverse por medio de un vehículo montacargas o en un camión que forme parte o pueda ser jalado por un camión o vehículo similar de un lugar a otro. Tal camión puede abrirse o cerrarse. Un camión cerrado, permite que el sistema opere mientras que esta protegido del clima, el polvo y la mugre. La conexión A para los diferentes usos finales se montaría en el exterior de la cubierta del camión cerrado de tal forma que la conexión por medio de acoplamiento de manguera u otros medios convencionales podrían obtenerse fácilmente. Similarmente en unidades montadas sobre una rampa o paleta, el acoplamiento A también estaría montado en la paleta o plataforma, otra vez para facilitar el acoplamiento a los sistemas de aplicación de uso final. Es claro que en muchos caso las unidades de la presente invención estarán montadas permanentemente en una lugar central, tal como un campo de golf o un parque o campo atlético, y una gran pluralidad de sistemas individuales pueden colocarse juntos o puede usarse un numero menor de sistemas con mayores reactores y equipo relacionado. La figura 10 ilustra una configuración alternativa de un reactor de biomasa 4'. este reactor incluye una pluralidad de cámaras ilustradas como 2A, 2B, 2C y 2D cada una de las cuales puede usarse para el crecimiento aislado de biomasas de microorganismos o para el alacacamiento de suspensiones de nutrientes concentrados. En una etapa intermedio o al completar le crecimiento de una o mas de esas biomasas o soluciones nutrientes pueden dispersarse en la masa de lechada de agua en la cámara común 17, en la cual puede realizarse el mezclado o crecimiento posterior, antes de drenar el reactor 4' en el sistema a través del tubo 3. Otra modalidad del reactor 4 se muestra en la figura 11, para usarse cuando la biomasa es o incluye un microorganismo con un crecimiento indeterminado tal como los hongos. La biomasa resultante 13 en la cámara 17 se apelamasa y no fluye fácilmente, por lo tanto el reactor 4 es modificado por la adiciona de una sección de maceración 9 en la cual hay un acerador 8 (esencialmente un mecanismo de cuchilla picadora), impulsada por el motor 11, que se usa para picar la biomasa en piezas finamente divididas 15 que pueden suspenderse en el agua y fluir fácilmente a través del tubo de salida 3 y a través del sistema. La capacidad de usar hongos, y particularmente esporas de hongos en el sistema permite la conducción de microorganismos viables, activos y efectivos al lugar elegido. Medios finales típicos e importantes para dispersar la biomasa cultivada en los reactores 4 se ilustran en las figuras 2-4. En cada caso, la interconexión con el conector A se ilustra, en la figura 2 la biomasa se descarga a través de la válvula 10 desde le recipiente de reactor 4 y pasa a un distribuidor 12 desde el cual se envía a varios sistemas de tubería individuales diferentes 14, que en la figura 2 se ilustran como líneas de irrigación de rocío con una pluralidad de cabezas rociadoras 16 montadas en lugares apropiados. Será evidente claramente que la línea 14 puede ser cualquiera de una amplia variedad de tipos de dispositivos de irrigación, tal como irrigación por goteo, por rociado, por pivote central, o cualquier mezcla de tipos de sistemas. El distribuidor 12 puede ser un distribuidor simple en el cual todas las líneas 14 están alimentadas con liquido simultáneamente, pero mas preferentemente será un distribuidos controlado manualmente o automáticamente en el cual el liquido lechoso de biomasa se enruta individual y separadamente a las diferentes líneas 14, dependiendo de las necesidades de irrigación particular de los dolidos y la vegetación alimentada por cada una de las líneas 14. La secuenciacion puede ser automática de acuerdo con un programa predeterminado, puede ser operado manualmente o puede ser controlado en respuesta a las condiciones de campo determinadas por los sensores colocados cerca de las diferentes líneas 14, de tal forma gue el sistema responde según se necesita a las diferentes áreas de terreno y vegetación atendidas por cada una de las líneas según se requiere. Por ejemplo, si el sistema de la figura 2 se usara en un parque grande con diferentes terrenos aquellas áreas con pasto abiertas y que reciben la luz solar directa, o la vegetación que crece en terrenos bien drenados, recibirían mas comúnmente el liquido lechoso mas frecuentemente que otras áreas del parque que están bajo sombra o con vegetación que crece en terrenos de alta retención de agua. Si se desea, el sistema de la figura 2 podría operarse sin distribuidor 12, de tal forma que el sistema básico de la figura 1 alimenta directamente la línea 14. Este tipo de operación puede ser usado solo en circunstancias muy limitadas, ya que no permite una variación de diferentes necesidades de aplicación tales como diferentes condiciones de suelo en el área que se esta irrigando. La figura 3 ilustra otro tipo de sistema distribución que es particularmente útil para grandes áreas abiertas tales como campos atléticos, parques grandes o cultivos en fila o de árboles. En este caso la lechada de biomasa del tanque 4 se hace pasar a un tanque de reserva de acumulación o retención 18 desde el cual puede dispersarse según se necesite a través de la válvula 20 a la boquilla 22 desde donde fluye al tanque 24 montado en el camión 26. El camión 26 esta equipado con un sistema de rocío 29 desde el cual la biomasa liquida en el tanque 24 puede bombearse y aplicarse al terreno o vegetación vecina incluyendo árboles. El camión 26 puede ser conducido a lugares lejanos y usado allí para aplicar la lechada de biomasa a zonas tales como cultivos en fila, huertas de árboles frutales o terrenos, o parques abiertos extensos o campos de gol para los cuales no son prácticos los sistemas de irrigación por tubería como se muestra en la figura 2. El sistema de la figura 3 es particularmente útil cuando hay un gran numero de puntos extendidos que han de tratarse con el liquido de biomasa y en donde un solo carro-tanque 26 podría moverse fácilmente de punto a punto y portar suficiente liquido de lechada de biomasa para irrigar y tratar todos los puntos en su ruta. Otro sistema se muestra en la figura 4, que consiste de un tanque de almacenamiento o surtidor 30 desde el cual el liquido puede pasar a un distribuidor 32 y de allí a conductos 34, cada uno de los cuales conduce a un tanque de almacenamiento satélite 26, cada uno de los cuales a su vez provee la lechada liquida a través de varios tipos de sistemas de irrigación y tratamiento 38. El paso de la lechada desde el distribuidor 32 a los conductos individuales 34 se controla por las válvulas \40 a su vez se controlan por medio de un controlador 42. El controlador 42, y también el 44, que controla la válvula 20 en el sistema de la figura 3, puede ser una unidad separada o puede parte de un sistema de control 6 de la figura 1. De manera similar se desea bombear la lechada liquida directamente desde los tanques 4 a los sistemas de la figura 3 o la figura 4, los tangues 18 y 30 (figuras 3 y 4, respectivamente) puede eliminarse del sistema. La presencia de los tanques 18 y 30 se prefiere sin embargo porque permiten al acumulación de la lechada liquida de tal forma que pueden dispersarse fácilmente como se necesiten y de tal forma que los reactores 4 puedan usarse para otros propósitos sin interrumpir las operaciones de los sistemas de las figuras 3 y 4 para su operación local. Alternativamente, en la figura 4, si la distancia involucrada entre el sistema central y los satélites 46 es excesiva, pueden eliminarse uno o mas de los conductos 34 del sistema. En este caso la lechada puede cargarse en un carro-tanque 48 y el camión conducirse a la posición satélite en donde la lechada se transfiere del tanque del camión al tanque 36. Otros medios de dispersión se ilustran en la figura 12. La parte A de la figura 12 muestra la dispersión desde un avión 120. Los tanque dentro del cuerpo del avión 122 están conectados por medio de tubos a cabezas rociadoras 124 en la parte exterior del avión, desde el cual la lechada se dispersa en forma de rocío 128 en el césped, cultivo u otras plantas 126. EL uso de aviones es particularmente adecuado para la aplicación de las presentes composiciones a áreas extensas o lejanas. De manera similar, en la parte B de la de la figura 12, un pequeño dispositivo accionado manual o con energía 130 similarmente en tamaño a una podadora tiene un tanque 132 montado sobre el, con cabezas dispersoras o rociadoras 138 montadas por debajo y conectadas al tanque 132 por medio de conductos con válvulas adecuadas. La manija 134 que también puede contener controles de válvula, se usa para empujar o guiar el dispositivo 130. Este tipo de dispositivo es particularmente adecuado para la aplicación de las composiciones a áreas pequeñas o delicadas ilustradas aquí como una zona verde de golf 136. Varios usos finales de la presente invención se muestran en las figuras 5-9. las figuras 5-7 ilustran el uso para el tratamiento del suelo, el crecimiento de la vegetación y el mejoramiento del césped, mientras que las figuras 8 y 9 ilustran varias formas de tratamiento de agua. En la figura 5, el sistema de irrigación 50 se muestra conectado a uno u otro de los sistemas de las figuras 2 o 4, como se ilustra en B. La lechada liquida se bombea a través de µno o mas conductos 52 al cual se montan diferentes dispositivos de irrigación tal como una cabeza rociadora 54 y desde el cual la lechada se rocia sobre las diferentes áreas de césped o vegetación que se va a tratar. En el caso ilustrado en la figura 5, la área es un campo de golf y las arras de césped se riegan por medio de rocío desde boquillas 54 son campos 56 t zonas verdes 58. es claro que si se desea y dependiendo del tipo de terreno y clima local, pueden utilizarse los diferentes sistemas de irrigación 52 para regar áreas escarpadas 60 y otras áreas 62 del campo. Se entenderá que habrá una pluralidad de conductos 52 y que sean controlados por diferentes distribuidores y si se necesita , las bombas (no mostradas) todas en una forma convencional de irrigación de los campos de golf, parques y áreas similares. Resultados similares se obtendrán por medio del tratamiento de otras áreas de vegetación tales como parques, campos atléticos, calles y zonas aledañas a las vías del ferrocarril, zonas verdes, jardines y similares. La figura 6 ilustra el uso del presente sistema para la horticultura ilustrada por un invernadero 64, mostrado parcialmente separado. Dentro del invernadero hay una variedad de cajas o macetas con crecimiento de plantas 66, cada una de las cuales esta llena con tierra y se usa para cultivar plantas individuales 68. Este sistema de la invención puede incluirse en la estructura 70 de tal forma que el invernadero se opera directamente con un solo sistema individual. Alternativamente un sistema individual puede montarse en la estructura 70 y usarse para surtir no solo al invernadero 64, sino que también a los invernaderos vecinos (no mostrado) , ya que es común en muchas operaciones de horticultura comercial el tener varios invernaderos colocados uno junto a otro, ya sea para cultivar grandes números del mismo tipo de plantas o para cultivar diferentes tipos de plantas en diferentes invernaderos. También alternativamente, la estructura 70 puede incluir una de las unidades satélites 36 como se ilustra en la figura 4. Sin importar si es un sistema primario o satélite el que esta en la estructura 70, la lecha de biomasa se conduce en el invernadero y se distribuye en las plantas en uno o mas de las rutas convencionales diferentes, incluyendo alimentación directa a la planta a través de 66 como se ilustra en 72, gue puede ser un sistema de alimentación de liguido simple o un sistema de irrigación por goteo, o rocío superior de las plantas como se ilustra con 74. Otras rutas para aplicar las lechadas a las plantas tales como mangueras y boquillas anuales conectadas al sistema de lechada, también pueden usarse. Aquellos familiarizados con la horticultura en invernadero estarán conscientes de que numerosos métodos de aplicación de la lechada a las plantas o al terreno en los canalones 66, y todos ellos serán igualmente adecuados para usarse en la presente invención. Otra. aplicación de uso final se ilustra en la figura 7, como la agricultura de producción en áreas extensas. Otra vez los sistemas de irrigación particular 76 se muestran conectados al sistema en B y la variedad de diferentes unidades de irrigación que pueden usarse se ilustran por medio de la boquilla de rocío 78 y las boquillas de irrigación por goteo 80. La figura 7 ilustra cultivos en hileras tales como maíz, frijoles pero se entenderá fácilmente que la presente invención también puede aplicarse a cultivos de campo tal como trigo y a huertos o frutales tales como árboles frutales y varios tipos de nueces. El sistema se aplica a los sistemas de irrigación lineal y también a sistemas de irrigación de pivote centenal y movibles en el campo. Varias propiedades deseables del terreno pueden mejorarse al tratar con el presente proceso y los microorganismos del alimento liquido original que se multiplican y dispersan por encima de las áreas de terreno y _ vegetación. La fijación de nitrógeno en el terreno se mejora y aumenta, conduciendo a un mayor crecimiento de los cultivos y otra vegetación. la disponibilidad de nutrientes en el terreno para el crecimiento de la vegetación mejora con la capacidad de las raíces de la plantas de llegar a esos nutrientes, la dispersión de los factores de crecimiento, reguladores y metabolitos en el terreno puede lograrse lo que a su vez mejorara el crecimiento de la vegetación que utiliza esos materiales. Contrariamente, las propiedades indeseables del terreno que inhiben el crecimiento de la vegetación, pueden reducirse o eliminarse. El tratamiento del terreno con antibióticos específicos a los microorganismos pueden eliminar los patógenos dañinos gue están inicialmente presentes en el terreno sin efecto adverso en los microorganismos deseables alimentados al terreno por medio del presente proceso. Sim'ilarmente, varios compuestos orgánicos o inorgánicos, tales como sales, hidrocarburos y residuos de pesticidas, pueden eliminarse o sus efectos reducidos por la acción de microorganismos específicos alimentados. Así el terreno gue previamente ha sido capaz de dar solo rendimientos reducidos de cultivos , pobre apoyo a la vegetación y aun exento de vegetación sostenible puede remediarse por medio del tratamiento con el presente proceso, hasta un punto en el cual se obtengan vegetación saludable y cosechas abundantes, y entonces subsecuentemente mantenido por la • aplicación continua del presente proceso. Se entenderá que las cantidades y tipos de los microorganismos, nutrientes, enzimas, metabolitos y otros materiales suministrados por el presente proceso variara dependiendo de los tipos de terreno y vegetación en cuestión, ya sea si el proceso se use para remediar o para mantener el terreno y la vegetación, la topografía local, si se están cultivando cosechas alimenticias y similares. Aquellos expertos en la técnica no tendrán dificultad para determinar los tipos óptimos de microorganismos y otros materiales para proporcionar a través de la alimentación liquida inicial, la cantidad de biomasa para producir, y la aplicación de la biomasa al terreno o vegetación en cuestión. La figura 8 y 9 ilustran diferentes tipos de tratamiento del agua que puede obtenerse por medio de la presente invención. En la figura 8 el sistema de la presente invención se usa para purificar el agua contaminada de un pozo. Un pozo 82 formado en el terreno 84 y enmarcado por medio de recubrimiento poroso 86 se muestra lleno de agua 88. La lechada de biomasa de la presente invención esta contenida en el tanque 90 desde el cual se bombea a un rociador u otro dispositivo surtidor 92 sumergido en el pozo, preferentemente cerca del fondo. A medida que la biomasa se dispersa en el agua y permanece allí durante un período apropiado de tiempo, la bioraasa y los microorganismos y enzimas gradualmente eliminan los diferentes contaminantes del agua de tal forma que después de un período de tiempo (generalmente algunos días o semanas) el agua del pozo parcialmente se descontamina y puede usarse al bombearse por medio de la bomba 94 que extrae el agua a través de la entrada 96. Si la contaminación entra al pozo como agua del terreno 84 a través del recubrimiento poroso 86, la tasa de extracción de agua, una vez que el agua del pozo 88 es purificada inicialmente, debe mantenerse a una velocidad o debajo de la velocidad a la cual la lechada de biomasa se bombea desde el tanque 90 puede descontaminar el agua que entra. En la figura 9 , se forma un estanque de agua efluente de desecho 98 con un recubrimiento impermeable 100 escarbado en el terreno 102. La lechada de biomasa esta contenida en el tanque 104 desde el cual es bombeado a rociadores o dispositivos surtidores similares 106 que están sumergidos en el cuerpo efluente 108. La biomasa se bombea en el agua y se realimenta según se necesite durante un período de tiempo necesario para reducir la contaminación y la efluente hasta el nivel deseado, la biomasa efectuara una reducción del contenido de solidos del afluente, especialmente los solidos orgánicos , y también servirá para desentoxicar los contaminantes en el efluente. Se contempla que un solo estanque de tratamiento 98 no sea suficientes en muchos casos y los fluentes tratados tendrán que ser transferidos secuencialmente a estanques adicionales para su tratamiento posterior para obtener el grado general de reducción y eliminación de contaminantes, solidos y toxinas que se desee. También el tratamiento por la biomasa de la presente invención preferentemente se realizara en conjunto con procesos de tratamiento de fluentes convencionales tales como aereado 110 y filtrado. Como en el caso de la mejora o remedio del suelo y la vegetación, el tratamiento del agua por medio del presente proceso produce mejoras substanciales en la calidad del agua, así como el agua o el agua almacenada en un recipiente tal como un tanque puede mejorar la calidad del agua por eliminación o reducción de los materiales orgánicos y las sales y por medio de la desentoxicacion de las tóxicas. Lo mismo será verdad a mayor escala para el tratamiento de fuentes de agua fuertemente contaminada, tal como fluentes de agua de desecho o acuiferos de agua subterránea contaminada, las agua del subsuelo se benefician indirectamente del tratamiento del suelo descrito antes, ya que la presencia de una región microbiana activa en las capas superiores del suelo desnitrificaran los nitratos e inmobilizaran el nitrógeno proveniente de amoníaco, previniendo la conversión a nitrato a una velocidad mayor que a la cual los nitratos pueden ser utilizados por la vegetación local. El tratamiento directo del agua del subsuelo se ilustra en la figura 12, en la cual se crea una capa "activa" 25 del suelo en la cual están contenidos los microorganismos, enzimas y nutrientes de esta invención. La capa 25 esta en la parte superior del suelo, comúnmente algunos centímetros por debajo y generalmente incluyen la superficie del suelo 27. Un tubo con una cabeza rociadora 29 y medios de bombeo adecuados (no mostrados) llega al acuifero 31 y extrae el agua contaminada del acuifero 31 hacia el tubo a través de la entrada 33. El agua se rocia 37 sobre la superficie del suelo 27, desde donde vuelve a mojar el suelo. Pasa a través de la capa activa 25 en donde es cuando menos parcialmente descontaminada. El agua descontaminada continua fluyendo a estratos o capas de suelo mas profundas 35 hasta que regresa al acuifero 31. El bombeo, rociado y paso continuo del agua a través de la capa activa eventualmente producirá una reducción substancial en el nivel de contaminantes en el agua del acuifero. Otras aplicaciones de este proceso de tratamiento de agua y/o terreno también se contemplan aunque no se identifican específicamente. Por ejemplo, se entiende que los tanques sépticos son particularmente susceptibles a la descontaminación por medio de este proceso. El agua contaminada del tanque séptico puede ser retirada, tratada por medio del proceso descrito y regresada al tanque o la biomasa puede ser alimentada directamente al tanque séptico o puede implementarse algún tratamiento similar. Similarmente el suelo que se va a tratar por medio del proceso descrito pueden estar localizado esencialmente en cualquier lugar y se puede usar para cultivar casi cualquier cosa. Por ejemplo se reconocerá que este proceso puede usarse para mejorar el suelo que se use para alimentar animales o para mejorar jardines y céspedes residenciales así como para suelos de uso comercial. Los microorganismos preferentemente usados en esta invención crecen por medio de una fuente consistente de nutrientes y la disponibilidad de oxígeno adecuado. No se prefiere usar microorganismos que se asen en la fotosíntesis y que por lo tanto requieran la presencia de luz para crecer. Sin embargo se desea usar tales microorganismos, el recipiente 4 puede incorporar su propio sistema de alumbramiento para proporcionar luz para que crezca la biomasa ya sea al realizar el recipiente 4 de un material claro o transparente que permita que la luz ambiental llegue a la biomasa al colocar luz artificial colocada de tal forma que la luz artificial enfoque a la biomasa. El crecimiento de los microorganismos puede ser auxiliada por medio de mezclado mecánico de la biomasa acuosa en el recipiente, como por uso de un mezclador mecánico o al reciclar la biomasa acuosa a través de un conducto de reciclado exterior (no mostrado) . Tanto el uso de un reciclador y como de un mezclador son comunes en los recipientes de biomasa y aquellos expertos en la técnica sabrán de las técnicas y el equipo existente y como deben usarse. El grado de turbulencia inducido por le mezclador o reciclador debe mantenerse dentro de limites relativamente bajos, para evitar la degradación por desgarramiento de la biomasa de microorganismos, particularmente medida que la biomasa se concentra la final de cada ciclo de crecimiento. Típicos de los diferentes materiales que pueden componer la biomasa son diferentes microorganismos, ya sea solos o en diferentes mezclas en las suspensiones acuosas, junto con los nutrientes y enzimas apropiados. Muchos de esos microorganismos, nutrientes y enzimas se venden comercialmente como productos comerciales. Aquellos expertos en la técnica pueden determinar los materiales apropiados para sus necesidades al seleccionar aquellos que den las propiedades de tratamiento de semillas deseados, tales como promoción del crecimiento, resistencia a las enfermedades y/o resistencia a la peste. Por ejemplo, Azospirillum brasilense es útil para la fijación de nitrógeno no simbiótica en pastizales y para la mejora de la implantación de los brotes. Rhizobium ssp. son útiles para la fijación simbiótica del nitrógeno en las legumbres. El bacilo especie licheniformis , subtilus y polymyxa por otro lado son útiles para el mejoramiento general del suelo tales como la formación de agregados y la estabilización. Adicionalmente, la mayoría de las especies del genero Bacillus son útiles como organismos productos de hiipercelulasa para la degradación de la paja y escombros. Gliocladium spp. proporciona control de las enfermedades tal descomposición de la raíz y enfermedades provocadas por hongos, phytohthora, y Trichoderma spp. son útiles tanto como microorganismos de control de enfermedades de amplio espectro y como organismos productores de hipercelulasa. Ejemplos de otros microorganismos útiles incluyen termofilos tales como Archaejbacteria descrita por Broock et al, en Biology of Microorganisms (5a. edición, 1988) art. 18.6; microorganismos que utilizan hidrocarburos como nutrientes tales como Pseudomonas y Mycobacterium (Brock et al., " art. 16.23); bacterias fijadoras del nitrógeno tales como Axotobacter spp . , Cyanobacteria y Bacillus polymyxa (Brock et al., art. 16.24) y halófilos tales como Halobacterim (Brock et al., art. 19.33). Microorganismos típicos adicionales son las bacterias generadoras de oxígeno ejemplificadas por un microorganismo comercialmente distribuido bajo la marca registrada "AG-14" de Natural Oxygen Products de El Paso, Texas, y se describen en la patente de EE.UU. no. 3, 855, 121. Microorganismos similares incluyen Pseudomonas , Flavobacterium, Euglina spp. y las tres especies de bacilos antes descritas. Ver por ejemplo Brock et al., arts. 19.15, 19.20 y 19.26, y Moore et al., Biological Science (1963), pags. 248-249. También se conocen numerosos nutrientes y enzimas microbianas tales como las ejemplificadas por un producto comercialmente distribuido bajo el nombre comercial "BNB-931" de Westbridge Company de Carlsbad, California y un producto quelado distribuido comercialmente bajo el nombre comercial "Sun-Up". El agente quelante en "Sun-Up" el ácido critico. Los microorganismos que funcionan como insecticidas, fungicidas, metabolitos y/o herbicidas pueden ser parte también de la bioraasa. Un producto particularmente preferido útil a este respecto es un producto fungicida/nematicida en la cual el ingrediente activo es Burjholderia cepacia , tipo Wisconsin, en una concentración de 10S células/gramo. Este producto esta disponible comercialmente bajo el nombre "Deny" de CCT Corporation de California. Otro producto útil es "Azo-Kote" de Encoré Technologies, Inc. de Minnesota, que tiene Azospirillium brasilense como ingrediente activo y es útil para la fijación no simbiótica de nitrógeno. Los anteriores solo son ejemplos de los diferentes materiales que puede contener la biomasa y de ninguna manera se pretende que limiten el alcance de la invención. Se pretende que incluya como parte del concepto de esta invención tanto los microorganismos conocidos al presente y comercialmente existentes, enzimas y nutrientes y aquellos de función similar que existan y se aprueben para las aplicaciones de tratamiento de semillas en el futuro. Será evidente que existen diferentes modificaciones de esta invención que aunque no se describen expresamente ante, están claramente dentro del alcance y espíritu de la invención. La anterior descripción por lo tanto se pretende que sea solamente ejemplificativa, y el alcance de la invención solo se limitara por las reivindicaciones anexas.

Claims (27)

REIVINDICACIONES

1.- Un método para remediar y mejorar el suelo o el agua que consiste en: formar una suspensión acuosa concentrada de microorganismos y nutrientes para ellos; inyectar la suspensión acuosa en un volumen substancialmente mas grande de agua en un recipiente; retener el gran volumen de agua con la suspensión dispersada en el agua en el recipiente a una temperatura y durante un tiempo suficiente para que los microorganismos se alimenten de cuando menos una porción de los nutrientes, se reproduzcan y multipliquen en una biomasa concentrada que contenga el resto de esos nutrientes y un numero creciente de microorganismos en el agua; después extraer la biomasa del recipiente y dispersar la biomasa al suelo o el agua; y mantener los microorganismos vivos y activos con el resto de los nutrientes durante un período de tiempo suficiente para mejorar las propiedades predeterminadas deseadas del suelo o agua o reducir las propiedades predeterminadas indeseables del suelo o agua.

2.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual la suspensión acuosa además contiene enzimas, factores de crecimiento para la vegetación, reguladores del crecimiento de la vegetación, antibióticos o metalitos.

3.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1 que consiste de una pluralidad de las suspensiones acuosas concentradas.

4.- Un método de acuerdo con la reivindicación 3 en el cual una primera suspensión individual en la pluralidad de suspensiones consiste de componentes diferentes a los componentes de la segundo suspensión individual.

5.- Un método de acuerdo con la reivindicación 4 en el cual las suspensiones primera y segunda se inyecta en un gran volumen de agua en diferentes momentos durante el ciclo de crecimiento de biomasa.

6. - Un método de acuerdo con la reivindicación 1 que consiste de una pluralidad de recipientes, cada uno de los cuales contiene una biomasa en una etapa de crecimiento diferente de las biomasas en otros recipientes o que esta vacío sin biomasa y agua y esta siendo sometido a la preparación para la adiciona de agua, la inyección subsecuente de la suspensión acuosa en el agua y el crecimiento resultante de la biomasa.

7.- Un método de acuerdo con la reivindicación 6 en el cual un ciclo de preparación del recipiente, adición de agua, crecimiento de la biomasa y extracción de la biomasa existe para cada recipiente de la pluralidad.

8. - Un método de acuerdo con la reivindicación 7 en el cual cuando menos un recipiente de la pluralidad esta en un punto de tiempo diferente del ciclo que el otro recipiente en la pluralidad.

9.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual los microorganismos incluyen especies que presenten crecimiento indeterminado.

10.- Un método de acuerdo con la reivindicación 9 que además consiste en macerar una biomasa que consiste de la especie para desmenuzar la biomasa en porciones apropiadas para fluir en una lechada liquida.

11.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual la biomasa se dispersa en el terreno.

12.- Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual el terreno sostiene césped, cultivos, plantas ornamentales, cultivos en hilera y de árboles.

13.- Aparato para sanar y mejorar el suelo o el agua que consiste de: un contenedor para una suspensión acuosa concentrada de microorganismos y nutrientes para ellos; un recipiente mayor que el contenedor, y un conducto para líquidos entre ellos; un inyector para mover la suspensión acuosa a través del conducto e inyectar la suspensión acuosa en un volumen de agua mayor al volumen de la suspensión acuosa, y dentro del recipiente; medios de operación para producir y mantener las condiciones durante un período de tiempo dentro del recipiente que conduzcan a la reproducción y crecimiento de los microorganismos en la presencia de los nutrientes, de tal forma que los microorganismos durante el período de tiempo se multiplican en una biomasa acuosa que consiste de los microorganismos dispersos_ en el agua del recipiente; y medios de extracción para retirar la biomasa acuosa desde el recipiente; de tal forma que la biomasa acuosa pueda dispersarse subsecuentemente en el suelo el agua y los microorganismos se mantienen vivos y activos durante un período de tiempo suficiente para aumentar predeterminadas propiedades deseables del terreno o el agua o reducir predeterminadas propiedades indeseables del terreno o el agua.

14.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 13 que consiste de una pluralidad de contenedores, cada uno con un inyector individual y un conducto al recipiente.

15.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 14 que comprende un control para regular la velocidad y tiempos de inyección de la suspensión acuosa en el recipiente.

16.- Un aparato de acuerdo con la reivindicación 13 en el cual el recipiente se conecta a una pluralidad de contenedores, cada uno de los cuales esta adaptado para permitir el crecimiento de una biomasa de microorganismos aislada de las biomasas de microorganismos en los otros contenedores de la pluralidad.

17.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 16 en el cual el recipiente y la pluralidad de contenedores están albergados en una sola estructura.

18.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 13 que además comprende además medios de transportación de líquidos para transportar la biomasa acuosa extraída del recipiente al terreno o agua.

19.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 18 en el cual los medios de transportación consisten de un conducto liquido y una boquilla rociadora para rociar la biomasa acuosa en el terreno o agua.

20.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 18 en el cual los medios de transportación consisten de un vehículo que tiene un tanque en el cual se carga la biomasa acuosa para transportar el terreno o agua.

21.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 20 en el cual la biomasa acuosa se dispersa directamente desde le tanque al terreno o agua.

22.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 20 en el cual el vehículo consiste de un avión, camión, • remolque o dispositivo móvil empujado o guiado a mano.

23.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 12 en el cual la biomasa se extrae continuamente del recipiente, mientras que el recipiente es alimentado continuamente con la suspensión acuosa; de tal forma que el volumen del recipiente no se vacía completamente.

24.- Un método para sanar y mejorar el terreno o el agua que consiste de: formar una suspensión acuosa concentrada de microorganismos y nutrientes para ellos; inyectar la suspensión acuosa en un volumen substancialmente mayor de agua en el recipiente; retener el volumen mayor de agua con la suspensión dispersa en ella, en el recipiente a una temperatura, durante un tiempo y con nutrientes suficientes para que los microorganismos se alimenten de cuando menos una porción de los nutrientes, para reproducirse y multiplicarse en una biomasa concentrada que contiene un residuo de los nutrientes y un numero creciente de microorganismos en el agua; después de esto extraer la biomasa del recipiente y dispersar la biomasa en el terreno o el agua; y mantener los microorganismos vivos y activos , en el terreno o el agua, con el resto de os nutrientes durante un período de tiempo suficiente para mejorar predeterminadas propiedades deseadas del terreno o el agua para reducir las propiedades indeseables predeterminadas del terreno o el agua.

25.- Un método de acuerdo con la reivindicación 24 en el cual la biomasa concentrada se distribuye continuamente y el recipiente se alimenta continuamente con nutrientes de tal forma que la densidad de la biomasa concentrada permanece casi constante.

26.- Aparato para sanar y/o mejorar el terreno o el agua que consiste de: un contenedor para una suspensión acuosa concentrada de microorganismos y/o nutrientes para ellos; un recipientes mayor que el contenedor, y un conducto para liquido entre ellos; un inyector para mover la suspensión acuosa a través del conducto e inyectar la suspensión acuosa en un volumen de agua mayor de agua que el volumen de la suspensión acuosa y dentro del recipiente; medios operativos para produsir y mantener las condiciones durante un período de tiempo dentro del recipiente que conduzca a la reproducción y crecimiento de los microorganismos, tal que los microorganismos se multiplican en una biomasa acuosa que comprenden los microorganismos en exceso de nutrientes y dispersados en el agua del recipiente; y medios extractores para retirar la biomasa acuosa del recipiente, de tal forma que la biomasa acuosa puede ser dispersada subsecuentemente en el terreno o el agua y los microorganismos se mantienen allí vivos y activos durante un período de tiempo suficiente para mejorar predeterminadas propiedades deseables del terreno o agua o para reducir predeterminadas propiedades indeseables del terreno o agua.

27.- Aparato de acuerdo con la reivindicación 26 en el cual los medios extractores continuamente extractan la biomasa acuosa y los medios operativos proporcionan continuamente al recipiente, de tal forma que la densidad de la biomasa acuosa permanece casi constante.