AT410214B

AT410214B - Bakterienstamm, dessen vermehrung und verwendung

Info

Publication number: AT410214B
Application number: AT0130200A
Authority: AT
Inventors: Georg Dr Guebitz; Andreas Dr Paar; Artur Dr Cavaco-Pavlo
Original assignee: Sucher & Holzer Bauplan Handel
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2003-03-25
Also published as: ATA13022000A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft einen Baktenenstamm, dessen Vermehrung und seine Verwendung zur Behandlung von Industriellen Abwassern, insbesondere zum Abbau von Peroxiden, insbesondere Wasserstoffperoxid und/oder Farbstoffen in industriellen Abwassern
In wasserstoffperoxidhaltigen, mit Farbstoffen kontaminierten Abwassern erfolgt der Abbau von Wasserstoffperoxid und Peroxiden und Farbstoffen häufig mittels Mikroorganismen. Hierbei wird auf biologischem Weg Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff umgewandelt. Die Farbstoffe werden durch Oxidation abgebaut. Weiterhin ist bekannt, dass alle aeroben Mikroorganismen In der Lage sind, Peroxide mittels Katalase abzubauen
Durch erhöhte Konzentrationen von Peroxiden in Abwässern besteht der erhöhte Bedarf, wasserstoffperoxidhaltige oder peroxidhaltige Abwasser zu entsorgen.

   Weiters besteht der erhöhte Bedarf, farbstoffhaltige Abwässer zu entsorgen. 



   Ausgehend hiervon liegt der Erfindung   u. a.   die Aufgabe zugrunde, eine besonders   umweltver-   trägliche Entsorgung von   Wasserstoffperoxid- oder peroxidhaitigen Flüssigkeiten,   die auch mit Farbstoffen kontaminiert sein können, vorzuschlagen. 



   Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemässen Bakterienstamm gelöst, der mit der Eingangsnummer DSM 13198 bei der DSM Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und   Zelikultu-   ren GmbH, Braunschweig, hinterlegt ist
Dieser Mikroorganismus konnte durch Anrelcherung und Isolierung aus geeignetem natürlichen Probenmaterial gewonnen werden Das Probenmaterial kann von verschiedenen Standorten stammen.

   Beispielsweise selen Abwässer der Textilindustrie, der Zelistoffindustne, der Lebensmittelindustrie und der Chemieindustne genannt Besonders gute Ergebnisse wurden   mit Anrelche-   rungskulturen erzielt. die aus dem Abwasser einer Textilfirma stammten
Der alkali-thermophile Baktenenstamm weist als charakteristische Eigenschaften eine grampositive Zellwand auf und bildet keine Sporen Die partielle Sequenzierung der 16S rDNA ergab eine Ubereinstimmung von maximal 92, 5 % zu verschiedenen Vertretern der Bacillus coagulansGruppe. 



   Zur Vermehrung des Bakterienstammes wird als Anreicherungsmedium vorteilhaft eine Losung eingesetzt, die ausser Carbonatpuffer, Pepton, Citrat, Hefeextrakt und Fleischextrakt noch Kaliumhydrogenphosphat und eine Spurenelement-Lösung enthalt. 



   Der   erfindungsgemässe   Bakterienstamm kann aber auch auf anderen Medien, beispielsweise einem synthetischen Medium, dem Hefeextrakt und Standard   l-Nährbouillon   als Komplexnährstoff zugegeben wurde (K-Medium), angereicht werden. Weiterhin kann ein sogenanntes H-Medium eingesetzt werden, das Mineralsalze und etwas Hefeextrakt enthält In allen Fallen wird ein geeigneter Puffer, insbesondere ein hydrogencarbonat-oder carbonathaltiger Puffer, verwendet
Das   Anrelcherungsmedlum Ist   vorteilhaft auf einen pH-Bereich von 8, 5 bis 10, 1, insbesondere zwischen 9, 5 und 10, 0 gepuffert. 



   Das Anreicherungsmedium weist vorteilhaft eine Temperatur zwischen 30  und 67 C, insbesondere zwischen 60  und 65 C, auf. 



   Es hat sich gezeigt, dass das beste Wachstum des Bakterienstammes bei einem pH-Wert von 10, 0 und bei einer Temperatur von   650C   erhalten wird
Der   erfindungsgemässe   Bakterienstamm ist hervorragend zur Behandlung von industriellen Abwässern und dabei insbesondere zur Behandlung von Abwässern der   Textilindustne, Zellstoffin-   dustne,   Lebensmittellndustne   und Chemieindustrie geeignet. 



   Insbesondere eignet sich der erfindungsgemässe Bakterienstamm zum Abbau von Peroxiden, insbesondere Wasserstoffperoxid und/oder Farbstoffen
Vorteilhaft wird dazu der Bakterienstamm dem zu behandelnden Medium auf einem Trager immobilisiert zugegeben. Es können dem zu behandelnden Medium auch Zellbruchteile, Proteine und/oder eine Katalase-Peroxidase-Präparation, die durch Aufschluss aus dem Bakterienstamm erhalten wird, in freier Form oder auf einem Trager immobilisiert zugegeben werden Der Bakterienstamm kann prinzipiell auch mit anderen Bakterienstämmen als Mischpopulation verwendet werden. 



   Vorteilhaft findet die Behandlung bzw. der Abbau mit dem erfindungsgemässen Bakterienstamm bei einer Temperatur von   30 C   bis   67 C   statt Weiters vorteilhaft findet die Behandlung bzw. der Abbau bei einem pH-Wert zwischen 7, 5 und 10, 1 statt. 



   Nachfolgend soll die Erfindung anhand einer Grobcharakterisierung des Bakterienstammes 

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 DSM 13198 naher erläutert werden. 



   Bel dem Baktenenstamm, der bei der DSM Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Braunschweig, mit der   E ! r) gangsnummer   DSM 13198 hinterlegt wurde, handelt es sich um einen alkali-thermophilen Bakterienstamm. 



   Tabelle 1 : 
Eigenschaften des Bakterienstammes DSM 13198 intermationale Hinterlegungsstelle: DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> 



  Weg <SEP> 1 <SEP> b,Zellform.................. <SEP> Stäbchen <SEP> Wachstum <SEP> in
<tb> Breite <SEP> ( m) <SEP> .......... <SEP> . <SEP> 0,6-0,7 <SEP> Medium <SEP> pH <SEP> 5,7...................... <SEP> Länge <SEP> ( m)...................... <SEP> 2,0-5,0 <SEP> NaCl <SEP> 2% <SEP> ........................ <SEP> Sporen <SEP> ......................... <SEP> - <SEP> 5 <SEP> %..... <SEP> -
<tb> 7%....... <SEP> Katalase <SEP> + <SEP> 
<tb> Oxidase <SEP> .................... <SEP> + <SEP> Lysozym-Medium............... <SEP> Anaerobes <SEP> Wachstum <SEP> ........ <SEP> - <SEP> Säure <SEP> aus <SEP> (ASS)
<tb> VP <SEP> Reaktion <SEP> .................. <SEP> - <SEP> D-Glucose...................... <SEP> -(k.W.)
<tb> pH <SEP> in <SEP> VP-Medium............. <SEP> 7,45 <SEP> L-Arabinose................... <SEP> -(k.W)
<tb> D-Xylose................... <SEP> - <SEP> (k.

   <SEP> W)
<tb> Maximale <SEP> Temperatur <SEP> D-Mannit.....................- <SEP> (k. <SEP> W.) <SEP> 
<tb> Wachstum <SEP> positiv <SEP> bei <SEP> ........ <SEP> 65 C <SEP> D-Fructose........ <SEP> -(k <SEP> W)
<tb> Wachstum <SEP> negativ <SEP> bel <SEP> 70 C
<tb> Wachstum <SEP> bei <SEP> 30oC............... <SEP> +w
<tb> Hydrolyse <SEP> von <SEP> Gas <SEP> aus <SEP> Glucose............... <SEP> Stärke <SEP> ..................... <SEP> - <SEP> NO2 <SEP> aus <SEP> NO3.................. <SEP> Gelatine.................... <SEP> + <SEP> Indolreaktion.................. <SEP> k.W.
<tb> 



  Casein <SEP> ................. <SEP> k <SEP> W
<tb> Tween <SEP> 80 <SEP> . <SEP> kw. <SEP> Wachstum <SEP> CASO, <SEP> pH <SEP> 7... <SEP> Eskulin <SEP> pH <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> +
<tb> pH <SEP> 8, <SEP> 0.. <SEP> +
<tb> Lecithinase...................... <SEP> - <SEP> pH <SEP> 8,5... <SEP> +
<tb> 
 
Der erfindungsgemässe Bakterienstamm eignet sich insbesondere zum Abbau von wasserstoffperoxidhaltigen oder   peroxidhaltigen Flüssigkeiten   und/oder Abwässern, die mit Farbstoffen kontaminiert sind. Somit können mit dem Bakterienstamm derartige Stoffe auf einfache und umweitvertragliche Art entsorgt werden 
 EMI2.3 
    Tragermatenal Immobilisiert,Katalase-Peroxidase eingesetzt   wurde. 



   Die so erhaltene Praparation (5 Gramm   Tragermaterial)   wurde einer wasserigen Lösung von Wasserstoffperoxid (1   I   H202 bei einer Konzentration von 100 mg/l) bei   600C   und einem pH-Wert von 9, 0 zugegeben. Die Konzentration des Wasserstoffperoxides wurde In konstanten Zeitabstan- 

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 den ermittelt. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der Figur 1 abgebildet
Wie aus der Figur 1 hervorgeht, war das gesamte Wasserstoffperoxid nach weniger als 40 Minuten abgebaut. 



   Beispiel 2 : 
Eine mit Wasserstoffperoxid beladene wassenge Lösung mit einem pH-Wert von 9, 0 und einer Temperatur von 600C wurde kontinuierlich mit einem Durchsatz von 1   m !/m ! n über e nen   Festbettreaktor, der mit 5 g mit Katalase-Peroxidase aus dem erfindungsgemassen Bakterienstamm immobilisiertem Träger beladen wurde, geleitet
Die Konzentration des Wasserstoffperoxides in der Losung wurde gemessen. Die Messwerte sind in der Figur 2 abgebildet. 



   Wie aus der Figur 2 hervorgeht, betrug die Startkonzentration an Wasserstoffperoxid (ohne Enzymbehandlung) ca 2,1 mg/l. Wenn die Losung mit dem Enzym In Kontakt gebracht wurde, konnte dieser Gehalt kontinuierlich auf unter 1 mg/l gesenkt werden 
Beispiel 3. 



   1 Kubikmeter Abwasser mit einem Gehalt an Wasserstoffperoxid von 150 m/l wurden mit 40 Gramm mit Katalase-Peroxidase aus dem erfingungsemässen Baktenenstamm immobilisiertem 
 EMI3.1 
 250 mg/l wurde mit auf einem Trager immobilisierter Katalase-Peroxidase aus dem erfindungsgemassen Baktenenstamm bel einem pH-Wert von 9, 0 und einer Temperatur von 60 C behandelt.

Claims

Nach 5 Stunden Behandlung war die Losung vollständig entfarbt, d h der Textilfarbstoff war vollstandlg abgebaut PATENTANSPRÜCHE : 1 Bacillus sp, DSM 13198
2 Verfahren zur Vermehrung des Baktenenstammes nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Baktenenstamm In einem Anreicherungsmedium vermehrt wird, welches einen Puffer auf Carbonatbasis, Pepton, Citrat, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Kaliumhydro- genphosphat und eine Spurenelement-Lösung enthält
3 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anrelcherungsmedlum auf einen pH-Bereich von 8, 5 bis 10,1, vorzugsweise 9,5 bis 10, 0 gepuffert ist
4 Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anreicherungsme- dium eine Temperatur von 300C bis 67 C,

vorzugsweise von 600 bis 650C aufweist
5 Verwendung des Bakterienstammes gemäss Anspruch 1 zur Behandlung von Industnellen Abwassern
6 Verwendung nach Anspruch 5 zur Behandlung von Abwässern der Textilindustrie, Zell- stofflndustne, Lebensmittelindustrie und Chemlelndustne
7 Verwendung des Baktenenstammes gemäss Anspruch 1 zum Abbau von Peroxiden, insbe- sondere Wasserstoffperoxid und/oder von Farbstoffen.
8 Verwendung nach einem oder mehreren der Anspruche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bakterienstamm dem zu behandelnden Medium auf einem Träger Immobilisiert zugegeben wird.
9 Verwendung nach einem oder mehreren der Anspruche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem zu behandelnden Medium Zellbruchtelie, Proteine und/oder eine Katalase- Peroxidase-Praparation aus dem Bakterienstamm zugegeben werden <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1