DD275448A1 - METHOD FOR REMOVING 3-AMINOPHENOL AND N-SUBSTITUTED 3-AMINOPHENOLES FROM WAESSREN SOLUTIONS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem der Wasserschadstoff 3-Aminophenol bzw. seine N-substituierten Derivate aus waessrigen Loesungen wie z. B. Abwaessern entfernt werden koennen. Arthrobacter spec. mA3 (hinterlegt im ZIMET unter Nr. 11316) wird, vorzugsweise an 3-Aminophenol adaptiert, in waessrigen Salzloesungen mit einer Phosphatquelle zum Abbau von 3-Aminophenolen in kontinuierlichen oder fed-batch-Verfahren eingesetzt. Dabei kann auf den Zusatz einer Stickstoffquelle und auf die Anwendung steriler Bedingungen verzichtet werden.The invention relates to a method by which the water pollutant 3-aminophenol or its N-substituted derivatives of aqueous solutions such. B. wastewater can be removed. Arthrobacter spec. mA3 (deposited in ZIMET under No. 11316), preferably adapted to 3-aminophenol, used in aqueous saline solutions with a phosphate source for the degradation of 3-aminophenols in continuous or fed-batch process. It can be dispensed with the addition of a nitrogen source and the application of sterile conditions.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem der Wasserschadstoff 3-Aminophenol sowie N-substituierte 3-Aminophenole aus wäßrigen Lösungen irreversibel durch Mineralisierung entfernt wenden.The invention relates to a process by which the water pollutant 3-aminophenol and N-substituted 3-aminophenols are irreversibly removed from aqueous solutions by mineralization.
Anwendungsgebiete sind insbesondere die Reinigung von Abwässern der PSM herstellenden Industrie bzw. die Detoxification von Abwässern der PSM anwendenden Landwirtschaft.Areas of application are, in particular, the purification of waste water from the PSM-producing industry or the detoxification of wastewater from the PSM-applying agriculture.
Bei dem bekannten chemischen Verfahren der Flockung mit Aluminiumsulfat oder Eisensalzen (Abwassertechnologie 1984) entsteht als Nebenprodukt Schlamm, der mit den organischen Abwasserinhaltsstoffen belastet ist und einer Deponie zugeführt werden muß. Der ständige Zusatz von Flockungsmitteln, die nach Verbrauch nur durch hohen Aufwand wieder nutzbar gemacht werden können, ist notwendig (MANGOLD et al. 1977).In the known chemical method of flocculation with aluminum sulfate or iron salts (wastewater technology 1984) is produced as a by-product sludge, which is burdened with the organic wastewater ingredients and a landfill must be supplied. The constant addition of flocculants, which can only be reused after high consumption, is necessary (MANGOLD et al., 1977).
Der Einsatz biologischer Verfahren zur Entfernung aromatischer Substanzen aus Abwässern gewinnt daher immer mehr an Bedeutung, denn der Einsatz von Mikroorganismen erfordert nur geringe Zusätze bestimmter Salze und führt zu einer vollständigen Beseitigung der organischen Abwasserinhaltsstoffe. Es entsteht in der Regel als Abprodukt ein landwirtschaftlich nutzbarer Bioschlamm, so daß die Abwasserinhaltsstoffe über ihre Verwandlung in Biomasse dem natürlichen Stoffkreislauf zugeführt werden. Für die Entfernung von 3-Aminophenolen sind bisher biologische Verfahren nicht bekannt.The use of biological processes for the removal of aromatic substances from wastewater is therefore becoming increasingly important, because the use of microorganisms requires only small additions of certain salts and leads to a complete elimination of organic wastewater constituents. As a rule, an agriculturally usable biosludge is produced as a waste product, so that the wastewater constituents are fed to the natural material cycle via their transformation into biomass. For the removal of 3-aminophenols biological processes are not known.
Ziel der Erfindung ist die Entfernung des Wasserschadstoffs 3-Aminophenol bzw. N-substituierter Aminophenole aus wäßrigen Lösungen, um Schädigungen und Belastungen der Umwelt zu vermeiden.The aim of the invention is the removal of the water pollutant 3-aminophenol or N-substituted aminophenols from aqueous solutions in order to avoid damage and pollution of the environment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem 3-Aminophenol und seine Derivate auf biologischem Wege irreversibel aus wäßrigen Lösungen entfernt werden können.The invention has for its object to find a method by which 3-aminophenol and its derivatives can be removed by biological means irreversibly from aqueous solutions.
Erfindungsgemäß wird zur Entfernung von 3-Aminophenol und seinen Derivaten, z. B. der Carbamidsäureester, der aus der Umwelt angereicherte, isolierte, charakterisierte und als Arthrobacter spec. mA3 identifizierte Bakterienstamm (hinterlegt im ZIMET unter 11316 vorzugsweise nach vorheriger Adaptierung an 3-Aminophenol eingesetzt. Die Eigenschaften des Stammes sind in Tabelle 1 dargestellt. Seine Anwendung erfolgt in bekannten mikrobiologischen Kultivierungsverfahren sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich unter aeroben Bedingungen in Lösungen, die eine Phosphatquelle und Mineralsalze enthalten. Der Zusatz einer Stickstoffquelle entfällt, da der in 3-Aminophenolen enthaltene Stickstoff von Arthrobacter spec. mA3 zum Wachstum genutzt wird. Etwa 50% des in 3-Aminophenolen enthaltenen Stickstoffs werden in Biomasse festgelegt, der Rest wird als Ammonium-Ionen freigesetzt. Der Abbau von 3-Aminophenolen erfolgt sowohl unter sterilen als auch unsterilen Bedingungen. Die Höchstkonzentration an 3-Aminophenol beträgt beim diskontinuierlichen Abbau 2,5g/l. In kontinuierlicher Kultur bei einer 3-Aminophenolkonzentration von 0,5g/l im Vorratsgefäß kann die Verdünnungsrate bis 0,175 h"1 gesteigert werden, ohne daß 3-Aminophenol im Fermenter oder im Auslauf nachweisbar ist.According to the invention for the removal of 3-aminophenol and its derivatives, for. As the carbamic acid ester, which enriched from the environment, isolated, characterized and as Arthrobacter spec. mA3 identified bacterial strain (deposited in ZIMET under 11316 preferably after prior adaptation to 3-aminophenol) The properties of the strain are shown in Table 1. Its application is carried out in known microbiological culture both discontinuously and continuously under aerobic conditions in solutions containing a phosphate source The addition of a nitrogen source is eliminated, as the nitrogen contained in 3-aminophenols is used for growth by Arthrobacter spec. mA3, with approximately 50% of the nitrogen contained in 3-aminophenols being biomass-bound and the remainder being ammonium ions Degradation of 3-aminophenols occurs under both sterile and nonsterile conditions.The maximum concentration of 3-aminophenol is 2.5g / l in the case of discontinuous degradation, and may be in continuous culture at a 3-aminophenol concentration of 0.5g / l in the storage vessel the dilution rate b is increased 0.175 h " 1 , without 3-aminophenol in the fermenter or in the outlet is detectable.
Es wird die kontinuierliche Entfernung von 3-Aminophenol aus einer wäßrigen Salzlösung beschrieben, der eine Adaptation der Zellen an 3-Aminophenol voran gehtIt describes the continuous removal of 3-aminophenol from an aqueous salt solution, which precedes an adaptation of the cells to 3-aminophenol
1. Anzucht des Zellmaterials 1. Cultivation of the cell material
Die Stammhaltung von Arthrobacter spec. mA3 erfolgt in Form von Einzelkolonien auf Selektivmedium folgender Zusammensetzung: 0,5g KH2PO4,0,2g MgSO4 · 7H20,0,01 g FeSO4 7H20,0,01 g CaCI2,0,5mg H3BO3,0,1 mg CuSO4 · 5H2O, 0,1 mg KJ, 0,4mg MnSO4 · 4H20,0,2mg Na2NoO4 · 2H20,0,4mg ZnSO4 · 7 H20,0,5g 3-Aminophenol, 30g Fadenagarad 1IH2O. Zur Gewinnung von 100 mg Zellen (Trockenmasse) wurden 10 Nähragar-Röhrchen mit je einer Einzelkolonie beimpft und ЗТаде bei 30°C bebrütet. Mit der gebildeten Zellmasse wurde ein Chemostat mit einem Nährlösungsvolumen von 500 ml und einem Lufteintrag von 30 l/h beimpft.The strain of Arthrobacter spec. mA3 take the form of single colonies on selective medium of the following composition: 0.5 g of KH 2 PO 4, 0.2 g MgSO 4 .7H 2 0,0,01 g FeSO 4 7H 2 0,0,01 g CaCl 2, 0.5 mg H 3 BO 3 , 0.1 mg CuSO 4 .5H 2 O, 0.1 mg KJ, 0.4 mg MnSO 4 .4H 2 .0.2 mg Na 2 NoO 4 .2H 2 0,0,4mg ZnSO 4 H 2 0.05 g of 3-aminophenol, 30 g of thread agar 1IH 2 O. To obtain 100 mg of cells (dry weight), 10 nutrient agar tubes were inoculated with one single colony each and ЗТаде incubated at 30 ° C. With the cell mass formed, a chemostat with a nutrient solution volume of 500 ml and an air intake of 30 l / h was inoculated.
2. Adaptierung an 3-Aminophenol2. Adaptation to 3-aminophenol
Die Adaptierung erfolgt unter nicht sterilen Bedingungen. Die Nährlösung enthielt die gleiche Zusammensetzung an Mineralsalzen wie das Selektivmedium, jedoch keinen Fadenagar und folgende 3-Aminophenol-Dosierung:The adaptation takes place under non-sterile conditions. The nutrient solution contained the same composition of mineral salts as the selective medium but no thread agar and the following 3-aminophenol dosage:
0,1 g/l zu Beginn,0.1 g / l at the beginning,
0,2g/l nach 4 Stunden,0.2g / l after 4 hours,
0,8g/l nach 8 Stunden und0.8g / l after 8 hours and
0,1 g/l nach 24 Stunden.0.1 g / l after 24 hours.
Der vollständige Abbau der letzten 3-Aminophenolmenge wurde durch kolorimetrische Messung bestimmt. Anschließend sind die Zellen für den kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Abbau einsetzbar.The complete degradation of the last 3-aminophenol was determined by colorimetric measurement. Subsequently, the cells can be used for continuous or discontinuous degradation.
3. Kontinuierlicher Abbau von 3-Aminophenol3. Continuous degradation of 3-aminophenol
Zu adaptierten Zellen wurde im kontinuierlichen Zufluß die mit 0,5g/l 3-Aminophenol versetzte Nährsalzlösung mit Verdünnungsraten bis zu 0,175h"1 gegeben, ohne daß 3-Aminophenol im Fermenter oder im Effluat nachweisbar war.To adapted cells, the nutrient broth containing 0.5 g / l of 3-aminophenol was added in a continuous flow at rates of dilution up to 0.175 h -1 , without 3-aminophenol being detectable in the fermenter or in the effluent.
Nach der wie im Beispiel 1 durchgeführten Anzucht und Adaptation der Zellen soll 3-Aminophenol diskontinuierlich entfernt werden. Die Zelldichte wird in Nährsalzlösung auf 0,25g/l eingestellt. Es wird 1 g/l 3-Aminophenol zugesetzt. In 100-ml-Ansätzen in 500-ml-Rundkolben, die geschüttelt werden, erfolgt der vollständige Abbau von 1 g/l 3-Aminophenol innerhalb von Stunden. Ein erneuter Zusatz von 3-Aminophenol erfolgt nach Verbrauch des anfangs zugegebenen 3-Aminophenols.After the cultivation and adaptation of the cells carried out as in Example 1, 3-aminophenol is to be removed discontinuously. The cell density is adjusted to 0.25 g / l in broth. 1 g / l of 3-aminophenol is added. In 100 ml batches in 500 ml round bottom flasks which are shaken, the complete degradation of 1 g / l 3-aminophenol occurs within hours. A further addition of 3-aminophenol takes place after consumption of the initially added 3-aminophenol.
Literaturliterature
- Abwassertechnologie. Entstehung, Ableitung, Behandlung, Analytik der Abwäasser. Springer Verlag, Berlin Heidelberg New York Tokyo 1984- Wastewater technology. Origin, derivation, treatment, analysis of the wastewater. Springer publishing house, Berlin Heidelberg New York Tokyo 1984
- MANGOLD, K.-H., KAEDING, J., LORENZ, K. und SCHUSTER, H. Abwasserreinigung in der chemischen und artverwandten Industrie. Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 3. durchgesehene Auflage 1977- MANGOLD, K.-H., KAEDING, J., LORENZ, K. and SCHUSTER, H. Wastewater treatment in the chemical and related industries. Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 3rd revised edition 1977
Eigenschaften des Stammes Arthrobacter spec. mA3Properties of the strain Arthrobacter spec. mA3
untersuchtes Merkmal Ergebnisexamined feature result
Gram-Färbung grampositivGram stain gram positive
Hydrolyse von Stärke -Hydrolysis of starch -
Hydrolyse von Gel ati ne -Hydrolysis of gelatin -
Indolbildung —Indole formation -
Katalase +Catalase +
Nitratreduktion +Nitrate reduction +
Wachstumshemmung ab 5% NaCI +Growth inhibition from 5% NaCl +
Morphologie kokkoid bis stäbchenförmig mitMorphology cocoon to chunky with
Verzweigungen ZellwandzusammensetzungBranching cell wall composition
L,L-Diaminopimelinsäure —L, L-diaminopimelic acid -
meso-Diaminopimelinsäure —meso-diaminopimelic acid
L-Ornithin -L-ornithine -
L-Lysin +L-lysine +
Arabinose — Verwertung als einzige C-und EnergiequelleArabinose - recovery as the sole source of C and energy
3-Aminophenol +3-aminophenol +
Brenzkatechin +Brenzkatechin +
3,4-Dihydroxybenzoat +3,4-dihydroxybenzoate +
Phenol -Phenol
Resorcin —Resorcinol -
3-Methylphenol -3-methylphenol
3-Nitrophenol -3-nitrophenol
3-Hydroxybenzoat —3-hydroxybenzoate -
Hydroxyhydrochinon —Hydroxyhydroquinone
Pyrogallol -Pyrogallol -
4-Aminophenol —4-aminophenol
2-Aminophenol -2-aminophenol
Anilin —Aniline
Fruktose +Fructose +
Glukose +Glucose +
Pyruvat +Pyruvate +
Succinat -Succinate -
Ethanolethanol
Acetat -Acetate -
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DD31969788A DD275448A1 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | METHOD FOR REMOVING 3-AMINOPHENOL AND N-SUBSTITUTED 3-AMINOPHENOLES FROM WAESSREN SOLUTIONS |
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| DD275448A1 true DD275448A1 (en) | 1990-01-24 |
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ID=5602352
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| DD31969788A DD275448A1 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | METHOD FOR REMOVING 3-AMINOPHENOL AND N-SUBSTITUTED 3-AMINOPHENOLES FROM WAESSREN SOLUTIONS |
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| DD (1) | DD275448A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994015879A1 (en) * | 1993-01-15 | 1994-07-21 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Microbially mediated degradation of nitrogen-containing phenol compounds |
-
1988
- 1988-09-12 DD DD31969788A patent/DD275448A1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994015879A1 (en) * | 1993-01-15 | 1994-07-21 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Microbially mediated degradation of nitrogen-containing phenol compounds |
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