DD231331A1 - PROCESS FOR THE BIOLOGICAL ELIMINATION OF MINERALS FROM SOLUTIONS - Google Patents
PROCESS FOR THE BIOLOGICAL ELIMINATION OF MINERALS FROM SOLUTIONS Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Entfernung und Gewinnung von mineralischen Stoffen aus Loesungen geringer Konzentration mit Hilfe von Mikroorganismen. Insbesondere koennen Phosphorverbindungen und Metalle aus Abfalloesungen gewonnen werden. Ziel der Erfindung ist, eine moeglichst weitgehende Abtrennung der aufgenommenen Mineralien bei kurzen Reaktionszeiten zu erreichen, die Speicherkapazitaet der Mikroorganismen vollstaendiger zu nutzen und den Prozess bei hoher Biomassekonzentration durchzufuehren. Erfindungsgemaess wird die mineralhaltige Loesung mit einer Mikroorganismensuspension vermischt. Anschliessend wird die Mikroorganismensuspension abgetrennt und in einen Reaktor mit einem um mindestens 10 K erhoehtem Temperaturniveau von 30-60C unter Zugabe von 0,01 bis 1% hydrolytischen Enzymen, bezogen auf die Biomassetrockensubstanz, eingeleitet und vermischt. Danach erfolgt eine Fest-Fluessig-Trennung und die gereinigte Mikroorganismensuspension wird wieder mit der mineralhaltigen Loesung vermischt. In einer besonderen Ausfuehrungsform der Erfindung wird die Mikroorganismensuspension vor der enzymatischen Behandlung mit 0,005 bis 0,5% bezogen auf die Biomassetrockensubstanz, eines Chelatbildners, vorzugsweise des Diammonium- und/oder Triammoniumsalzes der Nitrilotriessigsaeure versehen.The invention relates to the removal and recovery of mineral substances from solutions of low concentration with the aid of microorganisms. In particular, phosphorus compounds and metals can be recovered from waste solutions. The aim of the invention is to achieve as far as possible an extensive separation of the ingested minerals during short reaction times, to utilize the storage capacity of the microorganisms more completely and to carry out the process at a high biomass concentration. According to the invention, the mineral-containing solution is mixed with a microorganism suspension. The microorganism suspension is subsequently separated off and introduced into a reactor having a temperature level of 30-60 ° C. increased by at least 10 K with addition of 0.01 to 1% of hydrolytic enzymes, based on the biomass dry substance, and mixed. This is followed by a solid-liquid separation and the purified microorganism suspension is mixed again with the mineral-containing solution. In a particular embodiment of the invention, the microorganism suspension is provided before the enzymatic treatment with 0.005 to 0.5% based on the biomass dry substance, a chelating agent, preferably the diammonium and / or triammonium salt of nitrilotriacetic acid.
Description
Verfahren zur biologischen Eliminierung von Mineralien aus LösungenProcess for the biological elimination of minerals from solutions
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft die Entfernung und Gewinnung von mineralischen Stoffen aus Lösungen geringer Konzentration mit Hilfe von IiIikroOrganismen. Das Verfahren ist z. B. für die Gewinnung von Phosphorverbindungen aus Abfalllösungen geeignet. Weiterhin können Stickstoffverbindungen und Metalle gewonnen werden. Damit wird sowohl der Rohstoffgewinnung als auch dem Umweltschutz Rechnung getragen.The invention relates to the removal and recovery of mineral substances from solutions of low concentration with the aid of biological organisms. The method is z. B. suitable for the extraction of phosphorus compounds from waste solutions. Furthermore, nitrogen compounds and metals can be recovered. This takes into account both the extraction of raw materials and environmental protection.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Zur Nutzung minderwertiger Erze ist es möglich, Bakterien einzusetzen. Dieser Prozeß ist unter den Namen Leaching oder Bioleaching bekannt. Dabei erfolgt ein Auslaugen der Erze durch Stoffwechselprodukte der Bakterien. Es sind aber auch Verfahren bekannt, bei denen der zu gewinnende: Stoff in die Biomasse aufgenommen wird und nachfolgend abgetrennt wird. Z. B. wird der Mikroorganismus Acinetobacter phosphadevorus in Porm des Volutins gespeichert. Die Abtrennung des gespeicherten Phosphats erfolgt unter anaeroben Bedingungen, was eine erhebliche Behandlungszeit erfordert. Die Speicherkapazität der Mikroorganismen wird dadurch nur unzureichend ausgenutzt.For the use of low grade ores it is possible to use bacteria. This process is known as leaching or bioleaching. In this case, the ores are leached out by metabolic products of the bacteria. However, methods are also known in which the substance to be obtained is taken up in the biomass and subsequently separated off. For example, the microorganism Acinetobacter phosphadevorus is stored in Porm's volutine. The separation of the stored phosphate is carried out under anaerobic conditions, which requires a considerable treatment time. The storage capacity of the microorganisms is thus insufficiently utilized.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, eine möglichst weitgehende Ab-The aim of the invention is to achieve as far as possible
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trennung der aufgenommenen Mineralien bei kurzen Reaktionszeiten zu erreichen, die Speicherkapazität der Mikroorganismen vollständiger zu nutzen und den Prozeß bei hoher Biomassekonzentration durchzuführen.To achieve separation of the ingested minerals at short reaction times, to use the storage capacity of the microorganisms more fully and to carry out the process at high biomass concentration.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu finden, bei dem die Mikroorganismen nach der Aufnahme der Mineralien bei kurzer Reaktionszeit weitgehend von diesen befreit werden, ohne daß dafür anaerobe Bedingungen notwendig sind.The object of the invention is to find a method in which the microorganisms are largely freed after the absorption of the minerals with a short reaction time, without the need for anaerobic conditions are necessary.
Die Aufgabe wird Irfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mineralhaltige Lösung mit einer Mikroorganismensuspension vermischt wird, anschließend die Mikroorganismensuspension abgetrennt wird und in einen Reaktor mit einem um mindestens 10 K erhöhtem Temperaturniveau von 30 - 60 0C unter Zugabe von 0,01 bis 1 % hydrolytischen Enzymen, bezogen auf die Biomassetrockensubstanz, eingeleitet wird, und vermischt wird, anschließend eine Fest-Flüssig-Trennung erfolgt und die gereinigte Mikroorganismensuspension wieder mit der mineralhalt igen Lösung vermischt wird.The object is achieved Irfindungsgemäß in that the mineral-containing solution is mixed with a microorganism suspension, then the microorganism suspension is separated and in a reactor with a raised by at least 10 K temperature level of 30 - 60 0 C with the addition of 0.01 to 1 % hydrolytic Enzyme, based on the biomass dry substance, is introduced and mixed, then a solid-liquid separation is carried out and the purified microorganism suspension is mixed again with the mineral-containing solution.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Mikroorganismensuspension vor der enzymatischen Behandlung mit 0,005 bis 0,5 %, bezogen auf die Biomassetrockensubstanz, eines Chelatbildners, vorzugsweise des Diammonium- und/oder (Sriammonimsalzes der nitrilotriessigsäure versehen.In a particular embodiment of the invention, the microorganism suspension prior to the enzymatic treatment with 0.005 to 0.5%, based on the biomass dry substance, a chelating agent, preferably the diammonium and / or (Sriammonimsalzes the nitrilotriessigsäure provided.
Die Wirkungsweise ist wie folgt:The mode of action is as follows:
Die zu behandelnde Lösung wird mit den für das Mikroorganismenwachstum erforderlichen Nährstoffen versehen. Bei aeroben Mikroorganismen erfolgt eine Belüftung. Die MikroOrganismen nehmen den Mineralstoff auf, anschließend wird die flüssige Phase abgetrennt. Die Mikroorganismensuspension gelangt in den Reaktor zur enzymatischen Behandlung. Dort kommt es infolge des Temperaturunterschiedes zwischen der Mikroorganismensuspension und dem Reaktorinhalt zu einem Temperaturschock,The solution to be treated is provided with the nutrients required for microorganism growth. Aerobic microorganisms are aerated. The microorganisms absorb the mineral, then the liquid phase is separated. The microorganism suspension enters the reactor for enzymatic treatment. There is a temperature shock due to the temperature difference between the microorganism suspension and the reactor contents,
-ZAUG. 1983*10757-ZAUG. 1983 * 10757
wodurch der Betriebsstoffwechsel der Mikroorganismen in Verbindung mit der Enzymzugabe spontan stimuliert wird. Dadurch werden die aufgenommenen Mineralstoffe wieder freigesetzt. Der Freisetzungsprozeß wird beschleunigt, wenn durch die Behandlung mit dem Chelatbildner eine vorherige Aufschließung der Zellwände der MikroOrganismen erfolgt. Die Freisetzung der aufgenommenen Mineralstoffe ist nicht mit der Schädigung der Mikroorganismen selbst verbunden. Diese werden zur erneuten Verwendung zurückgeführt. Die Freisetzung erfolgt in sehr kurzer Zeit und wird durch Luftzufuhr nicht behindert. Die Pest-Flüssig-Trennung ist somit auch durch Druckluftflotation möglich.whereby the metabolism of the microorganisms is spontaneously stimulated in connection with the enzyme addition. As a result, the absorbed minerals are released again. The release process is accelerated if the treatment with the chelating agent results in a previous disruption of the cell walls of the microorganisms. The release of ingested minerals is not associated with the damage to the microorganisms themselves. These are returned for reuse. The release takes place in a very short time and is not hindered by air supply. The plague-liquid separation is thus also possible by compressed air flotation.
-2Allü.19d3*iÜ7ö73-2Allü.19d3 * iÜ7ö73
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden:The invention will be explained below using an exemplary embodiment:
10 nr einer wäßrigen Phosphatidsung (P = 20 mg/1) werden mit einer Bakteriensuspension von Acinetobakter phosphadevorus (20 g/l organische Trockensubstanz) 1,5 h unter Zusatz von Nährstoffen belüftet. Dabei nehmen die Bakterien bis zu einem Gehalt von ca. 6 % (bezogen auf die organische Trockensubstanz) Phosphor auf und speichern dieses in Form von.Volutin. Anschließend erfolgt eine Fest-Flüssig-Trennung. Die phosphathaltige Bakteriensuspension wird mit 0,02 % eines Chelatbildners (vorzugsweise des Diammonium- und/oder Triammoniumsalzes der nitrilotriessigsäure) ca. 0,5 h vermischt und unter Zusatz von 0,04 % hydrolytischen Enzymen in einen.Reaktor eingeführt, der eine Temperatur von 35 0C aufweist. Dabei erfolgt die Freisetzung des Phosphats, lach ca. 1 h wird die Bakteriensuspension in eine Flotationseinrichtung überführt. Die noch ca. 50 % des Phosphors enthaltene Bakteriensuspension wird in die erste Stufe zurückgeführt. Die flüssige Phase enthält ca. 300 mg/1 Phosphat (als P). Dieses wird durch Zugabe von Kalk ausgefällt.10 nr of an aqueous Phosphatidsung (P = 20 mg / 1) are aerated with a bacterial suspension of Acinetobakter phosphadevorus (20 g / l of organic dry matter) for 1.5 h with the addition of nutrients. The bacteria take up to a content of about 6 % (based on the organic dry matter) of phosphorus and store this in the form of .Volutin. This is followed by a solid-liquid separation. The phosphate-containing bacterial suspension is mixed with 0.02 % of a chelating agent (preferably the diammonium and / or triammonium salt of nitrilotriacetic acid) for about 0.5 h and introduced with the addition of 0.04 % hydrolytic enzymes in ein.Reaktor having a temperature of 35 0 C. The release of the phosphate takes place, and after about 1 h the bacterial suspension is transferred to a flotation device. The still about 50 % of the phosphorus-containing bacterial suspension is returned to the first stage. The liquid phase contains about 300 mg / 1 phosphate (as P). This is precipitated by adding lime.
_ O /HIP J η r> ry _ O / HIP J η r> ry
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24915483A DD231331A1 (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | PROCESS FOR THE BIOLOGICAL ELIMINATION OF MINERALS FROM SOLUTIONS |
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| DD24915483A DD231331A1 (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | PROCESS FOR THE BIOLOGICAL ELIMINATION OF MINERALS FROM SOLUTIONS |
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| DD231331A1 true DD231331A1 (en) | 1985-12-24 |
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ID=5545895
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| DD24915483A DD231331A1 (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | PROCESS FOR THE BIOLOGICAL ELIMINATION OF MINERALS FROM SOLUTIONS |
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| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD231331A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0359025A1 (en) * | 1988-09-14 | 1990-03-21 | Mitteldeutsche Wasser- und Umwelttechnik AG Halle | Process for the mesophilic or thermophilic aerobic-enzymatic conditioning of organic substances and biomasses |
-
1983
- 1983-03-25 DD DD24915483A patent/DD231331A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0359025A1 (en) * | 1988-09-14 | 1990-03-21 | Mitteldeutsche Wasser- und Umwelttechnik AG Halle | Process for the mesophilic or thermophilic aerobic-enzymatic conditioning of organic substances and biomasses |
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