DE102004042689A1 - Verfahren zur Beschleunigung und Effizienzsteigerung des Faulprozesses von Klärschlämmen - Google Patents
Verfahren zur Beschleunigung und Effizienzsteigerung des Faulprozesses von Klärschlämmen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004042689A1 DE102004042689A1 DE200410042689 DE102004042689A DE102004042689A1 DE 102004042689 A1 DE102004042689 A1 DE 102004042689A1 DE 200410042689 DE200410042689 DE 200410042689 DE 102004042689 A DE102004042689 A DE 102004042689A DE 102004042689 A1 DE102004042689 A1 DE 102004042689A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substances
- proteins
- cellulose
- mixtures
- sewage sludge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 15
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 15
- 230000029087 digestion Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 9
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 11
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 10
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 10
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims description 15
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 8
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 241000499912 Trichoderma reesei Species 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 108010084185 Cellulases Proteins 0.000 claims description 4
- 102000005575 Cellulases Human genes 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 claims description 3
- 108010008885 Cellulose 1,4-beta-Cellobiosidase Proteins 0.000 claims description 3
- 101001003067 Hypocrea jecorina Hydrophobin-1 Proteins 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 230000001461 cytolytic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 claims description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 2
- 101710091977 Hydrophobin Proteins 0.000 claims 2
- ONQDVAFWWYYXHM-UHFFFAOYSA-M potassium lauryl sulfate Chemical compound [K+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O ONQDVAFWWYYXHM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 claims 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 8
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 7
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 3
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 3
- ZRWPUFFVAOMMNM-UHFFFAOYSA-N Patulin Chemical compound OC1OCC=C2OC(=O)C=C12 ZRWPUFFVAOMMNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 229940083575 sodium dodecyl sulfate Drugs 0.000 description 3
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000008366 buffered solution Substances 0.000 description 2
- 239000012228 culture supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N dodecyl hydrogen sulfate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043264 dodecyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007515 enzymatic degradation Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011110 re-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000004460 silage Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/02—Biological treatment
- C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
- C02F3/342—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used characterised by the enzymes used
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Es wurde gefunden, dass Klärschlämme beschleunigt abgebaut werden, wenn ihnen von Mikroorganismen produzierte Substanzen und Substanzgemische, vorzugsweise Proteine, zugesetzt werden, die entweder die Hydratisierung der Cellulose und anderer in den Schlämmen enthaltener Polysaccharide verstärken oder die Adhäsion der Hydrolasen an die Polysaccharide erhöhen. Bei diesen Substanzen handelt es sich vorzugsweise um die von Deuteromyceten der Gattung Trichoderma produzierten Hydrophobine I und II, das Swollenin und proteolytisch abgespaltene Cellulosebindungsdomänen von Cellulasen. Der Effekt kann durch die kombinierte Zugabe externer hydrolytischer Enzyme, vorzugsweise Cellulasen, gesteigert werden. DOLLAR A Durch die Behandlung mit den genannten Substanzen werden der Verweilzeitbedarf der Schlämme im Faulraum gesenkt sowie größere mechanische Wasserabtrennungen und höhere Ausbeuten an Biogas aus dem Faulprozess erzielt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschleunigung des Faulprozesses von Klärschlämmen durch Zusatz von Substanzen und Substanzgemischen, die von Mikroorganismen produziert werden. Das Verfahren findet Anwendung in der Abwasserwirtschaft, im Energiesektor (Biogasanlagen) und im Umweltschutz.
- Der in den verschiedenen Reinigungsstufen kommunaler und industrieller Kläranlagen anfallende Schlamm (im weiteren als „Klärschlamm" bezeichnet) wird in der Regel in einer weiteren Behandlungsstufe zur Stabilisierung ausgefault. Das Ziel ist die Ausfaulung der organischen Substanz, so dass anschließend biologische Umwandlungsprozesse nur noch sehr begrenzt bzw. sehr langsam ablaufen.
- Die Klärschlammbehandlung in Faultürmen gilt als das am weitesten verbreitete Verfahren zur Schlammstabilisierung. Die Prozesse im Faulturm basieren auf den Aktivitäten einer mikrobiellen Mischkultur, welche organische Trockensubstanz unter anaeroben Bedingungen über die vier Stufen Hydrolyse, Gemischtsäuregärung, Essigsäuregärung und Methanogenese in Methan und Kohlendioxid überführt.
- Quantitativ bedeutende Inhaltsstoffe der meisten Klärschlämme sind Cellulosen und Hemicellulosen. Durch deren relativ hohe Stabilität in wässrigen Lösungen verzögern sie den Abbau der Schlämme durch die in den Faulprozessen aktiven anaeroben Mikroorganismen. Bekannt ist, dass der Abbau der Klärschlämme durch den Zusatz extern produzierter Hydrolasen, vor allem Cellulasen, beschleunigt wird, wobei dieser Effekt durch den Zusatz von Tensiden gesteigert werden kann (
DE 19845207 ). Ein Zusatz synthetischer Substanzen zu Stoffen, die letztendlich in die Umwelt entlassen werden sollen, ist jedoch immer problematisch. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den enzymatischen Abbau von Cellulose und anderen in den Schlämmen vorhandenen Polysacchariden zu beschleunigen und damit eine Verbesserung des Faulprozesses zu erreichen.
- Die Erfindung wird gemäß den Ansprüchen realisiert.
- Überraschend wurde gefunden, dass durch den Zusatz extern von Mikroorganismen produzierter Substanzen und Substanzgemischen, also natürlichen Stoffen, bei denen es sich primär nicht um hydrolytische Enzyme handelt, eine Beschleunigung des Faulprozesses erzielt werden kann. Es handelt sich um feste oder flüssige Substanzen und Substanzgemische, welche von einem oder mehreren natürlichen oder genetisch modifizierten Mikroorganismen produziert werden und entweder durch Spalten intra- und intermolekularer Wasserstoffbrücken die Hydratisierung der Cellulose oder anderer in den Schlämmen enthaltener Polysaccharide verstärken oder durch ihre amphiphilen, d.h., zum Teil hydrophilen, zum Teil lipophilen Eigenschaften, die Adhäsion der hydrolytischen Enzyme an die Polysaccharidsubstrate fördern. Die Beschleunigung des Faulprozesses zeigt sich in einer größeren mechanischen Wasserabtrennung aus den Klär schlämmen und einem geringeren Verweilzeitbedarf im Faulraum verbunden mit einer Steigerung der Faulgasbildung. In Biogasanlagen, die unter dem Aspekt der Nutzung regenerativer Energieträger zunehmend an Bedeutung gewinnen, führen sie zu einer Senkung der Viskositäten, der Vermeidung von Schwimmschichten sowie höheren Ausbeuten an Biogas.
- Gemäß der Erfindung werden allein oder im Gemisch mit Enzymen 10 mg bis 200 g pro kg des Enzympräparats in den Faulprozess eingesetzt:
- • Substanzen mikrobieller Herkunft, vorzugsweise Proteine, die intra- und intermolekulare Wasserstoffbrücken von Polysacchariden, vorzugsweise der Cellulose, spalten und die Ausbildung neuer Wasserstoffbrücken, vorzugsweise zum wässrigen Medium, begünstigen. Dadurch erleichtern sie Cellulasen, in den molekularen Verbund der Cellulosemoleküle, die Fibrillen, einzudringen und ihre katalytische Wirkung, d.h. die Spaltung von Acetalbindungen zwischen den einzelnen Glucosebausteinen, zu entfalten.
- • Zu den Proteinen mit einer derartigen Wirkung zählen die Expansine [1] und Swollenine [2], einzelne proteolytische Fragmente von Endoglucanasen [3] und Cellobiohydrolasen, vorzugsweise, wenn sie mindestens 20 Aminosäuren einer Cellulosebindungsdomäne umfassen, Substanzen mikrobieller Herkunft, vorzugsweise Proteine, die sich durch einen amphiphilen Charakter auszeichnen und dadurch die Adhäsion der hydrolytischen Enzyme an die Polysaccharidsubstrate fördern. Proteine, die diese Voraussetzungen erfüllen, sind die Hydrophobine der Klassen I und II [4]. Unter anderem eingesetzt wird das Hydrophobin I der Klasse II aus Trichoderma reesei, dessen effiziente Extraktion aus dem Mycel beschrieben wurde [5].
- Durch die Behandlung mit den genannten Substanzen werden der Verweilzeitbedarf der Schlämme im Faulraum gesenkt, größere mechanische Wasserabtrennungen und höhere Ausbeuten an Biogas aus dem Faulprozess erzielt.
- Eine weitere Steigerung dieser Effekte ist möglich durch den erfindungsgemäßen Einsatz von Substanzgemischen mit inhärenter hydrolytischer, vorzugsweise cellulolytischer Aktivität oder die kombinierte Zugabe der Substanzen oder Gemischen von ihnen mit Hydrolasen, vorzugsweise Cellulasen, wobei die enzymatische Aktivität letzterer gegen Filterpapier bis zu 500 IU/ml und gegen Carboxymethylcellulose bis zu 10.000 U/ml beträgt.
- Die Dosierung der Substanzen oder Gemische von ihnen, zusammen mit Hydrolasen, erfolgt während des Faulprozesses in Mengen zwischen 5 mg bis 50.000 mg pro kg des vorhandenen Klärschlammes. Die Substanzen- und Substanzgemische wirken bei pH-Werten zwischen 4,0 und 10,0, vorzugsweise zwischen 4,5 und 8,0, und Temperaturen zwischen 10°C und 70°C, vorzugsweise zwischen 30°C und 60°C.
- Zur Gewinnung der Substanzen und Substanzgemische werden ein oder mehrere natürliche oder genetisch modifizierte Mikroorganismen eingesetzt, bevorzugt Deuteromyceten der Gattung Trichoderma. Eine besondere Art der Substanzgemische wird erreicht, wenn Kulturüberstände, deren durch Sedimentation oder Filtration abgetrennten oder nach Entfernung des Wassers verbleibenden Rückstände eingesetzt werden oder Extrakte aus der Biomasse obengenannter Fermentationsprozesse, die vorzugsweise durch Extraktion in gepufferten Lösungen bei pH-Werten zwischen 8,0 und 10,0 und unter Zusatz von Detergentien, mit Präferenz Natriumdodecylsulfat in Konzentrationen zwischen 0,2 und 2 %. gewonnen werden, oder die Biomasse selbst sowie Gemische aus Kulturüberständen bzw. ihren Inhaltsstoffen mit der Biomasse bzw. ihren Extrakten. Eine weitere besondere Art von Substanzgemischen wird dadurch erzielt, dass aus den zuvor genannten Substanzgemischen in weiteren Aufreinigungsschritten ein oder mehrere der von Mikroorganismen produzierten Komponenten oder der zugesetzten Hilfsstoffe ganz oder vollständig entfernt werden. Ein Beispiel für die Entfernung eines Hilfsstoffes ist die Entfernung des Dodecylsulfates durch Ausfällung als Kaliumsalz bis auf Restkonzentrationen unter 0,2 %.
- Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden der Verweilzeitbedarf der Schlämme im Faulraum gesenkt sowie größere mechanische Wasserabtrennungen und höhere Ausbeuten an Biogas aus dem Faulprozess erzielt.
- Die Erfindung soll nachfolgend durch 2 Anwendungsbeispiele näher erläutert werden:
- Beispiele:
- Beispiel 1:
- Im 10 m3-Bioreaktor wurde unter Verwendung cellulosehaltiger Substrate eine Fermentation mit einer Trichoderma reesei-Mutante wie in den Patenten
DE 19735650 undDE 10139949 beschrieben durchgeführt. Bei maximaler Ausbildung cellulolytischer Aktivitäten im Kulturüberstand erfolgte die Abtrennung der Biomasse durch Filtration. 750 kg der Biomasse wurden in 1.500 I einer bei pH 9,0 gepufferten Lösung, die 80 mM einer Puffersubstanz und 0,8 % Natriumdodecylsulfat enthielt, suspendiert und eine Stunde bei einer Temperatur zwischen 16 und 32°C unter Rühren extrahiert. Die Biomasse wurde in einem weiteren Filtrationsschritt abgetrennt. Im Überstand wurde die Natriumdodecylsulfat-Konzentration durch Zugabe von 45 kg Kaliumchlorid und erneute Filtration auf unter 0,2 % gesenkt. Der Extrakt enthielt 10 g/l Protein – und wies eine hydrolytische Aktivität von 70 U/ml gegenüber Carboxymethylcellulose und 4 IU/ml gegenüber Filterpapier auf. - Das so gewonnene Präparat wurde dem Klärschlamm einer kommunalen Abwasserreinigungsanlage mittels einer Dosierpumpe in den Zulauf des Faulbehälters zugesetzt.
- 50,0 kg des flüssigen Präparates werden täglich entsprechend dem Zulauf des Klärschlammes zum Faulgasbehälter derart zudosiert, dass eine weitgehend homogene Verteilung von 125 Gramm des Präparates je m3 Klärschlamm gesichert werden kann.
- Der Zulauf beträgt 300 – 400 m3 Klärschlamm pro Tag zum 8.000 m3 Faulbehälter. Die Menge eingesetzten Präparats richtet sich nach der täglichen Zulaufmenge des Klärschlammes.
- Im Verlauf einer Einfahrphase von 2 Verweilzeitperioden (40 Tage) stellte sich eine Steigerung der Biogasbildung um 25 % ein. Die organische Trockensubstanz wird um 10 % reduziert. Bedingt durch die bessere Ausfaulung des Schlammes und den Abbau von Polymerstrukturen wird der Einsatz von Flockungshilfsmittel vor der Wasserseparation um 15 % reduziert.
- Beispiel 2:
- Mit einem wie in Beispiel 1 hergestellten Präparat wurde ein Batch-Gärversuch nach DIN 38 414 S 8 (Arbeitsvolumen 400 ml) über 21 Tage unter volumetrischer Erfassung des entstehenden Biogases durchgeführt. Das Gärsubstrat bestand aus 350 g Faulschlamm aus kommunalen Abwässern (Trockensubstanz 3%), 20 g Schweinegülle (Trockensubstanz 6%) und 20 g Maissilage (Trockensubstanz 3%). Insgesamt 30 ml des Präparates wurden zehnmal in Dosen von je 3 ml zugegeben und im Fermentationsansatz homogen verteilt. Die Dosierung erfolgte nach 1, 2, 6, 7, 9, 13, 14, 15, 16 und 17 Tagen. Bei einer Gärtemperatur von 35°C und einem pH-Wert zwischen 7,2 und 7,4 wurden in 20 Tagen 4,18 NI Biogas gebildet. Dies entspricht einer Steigerung von 16% gegenüber einem Ansatz, in dem bei ansonsten identischen Bedingungen kein Präparat zugesetzt wurde.
- Literatur:
-
- Cosgrove, D.L.: Loosening of plant cell walls by expansins, review (2000) Nature 407, 321-326.
- Saloheimo, M., Paloheimo, M., Hakola, S., Pere, J., Swanson, B., Nyyssonen, E., Bhatia, A., Ward, M. und Penttila, M.: Swollenin, a Trichoderma reesei protein with sequence similarity to the plant expansins, exhibits disruption activity on cellulosic materials (2002) Eur. J. Biochem. 269, 4202-4211.
- Din, N., Damude, H.D., Gilkes, N.R., Miller, R.C. jr., Warren, R.A.J. und Kilburn, D.G.: C1-CX revisited: Intramolecular synergism in a cellulase (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 11383-11387.
- Wösten, H.A.B. und de Vocht, M.L.: Hydrophobins, the fungal coat unravelled. Biochim. Biophys. Acta 1469, 79-86.
- Askolin, S., Nakari-Setälä, T., Tenkanen, M.: Overproduction, purification, and characterization of the trichoderma reesei hydrophobin HFBI (2001) Appl. Microbiol. Biotechnol. 57, 124-130.
- Patente:
-
- Karoly, K. (2000)
DE 19845207 : Enzympräparation für die Verbesserung der Bioabbaubarkeit von Biomasse - Dreyer, G., Ringpfeil, M. und Svelishny, V. (2000)
DE 19735650 : Verfahren zur Steigerung der cellulolytischen Aktivität von Trichoderma reesei – Mutanten im Bioreaktor - Ringpfeil, M. und Gerhardt, M. (2001)
DE 10139949 : Verfahren zur Erhöhung der Ausbeuten bei der mikrobiellen Synthese extracellulärer polysaccharidspaltender Enzyme
Claims (17)
- Verfahren zur Beschleunigung und Effizienzsteigerung des Faulprozesses von Klärschlämmen, dadurch gekennzeichnet, dass feste oder flüssige Substanzen und Substanzgemische zugesetzt werden, welche von einem oder mehreren natürlichen oder genetisch modifizierten Mikroorganismen produziert werden und entweder die Hydratisierung der Cellulose oder anderer in den Schlämmen enthaltenen Polysaccharide verstärken oder durch ihre amphiphilen Eigenschaften die Adhäsion hydrolytischer Enzyme an Cellulose und andere Polysaccharide erhöhen.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Substanzen eingesetzt werden, die intra- und intermolekulare Wasserstoffbrücken von Polysacchariden, vorzugsweise der Cellulose, spalten und die Ausbildung neuer Wasserstoffbrücken, vorzugsweise zum wässrigen Medium, begünstigen.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass Substanzen eingesetzt werden, die amphiphile, d.h. zum Teil hydrophile, zum Teil lipophile Eigenschaften besitzen.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den eingesetzten Substanzen um Proteine handelt.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den eingesetzten Proteinen um ein oder mehrere Hydrophobine der Klasse II handelt.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den eingesetzten Proteinen um ein oder mehrere Hydrophobine der Klasse I handelt.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den eingesetzten Proteinen um ein oder mehrere Proteine aus der Gruppe der Expansine und Swollenine handelt.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den eingesetzten Proteinen um Fragmente von Endoglucanasen oder Cellobiohydrolasen handelt.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzten Proteinfragmente mindestens 20 Aminosäuren einer Cellulosebindungsdomäne einer Endoglucanase oder Cellobiohydrolasen umfassen.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzten Substanzen von Trichoderma spp., vorzugsweise Trichoderma reesei produziert werden.
- Verfahren nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass Hydrophobin I aus Trichoderma reesei eingesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Substanzen eingesetzt werden, die durch eine Extraktion der Biomasse in Puffern mit pH-Werten zwischen 8 und 10 gewonnen wurden.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Extraktion der Biomasse Puffer mit Detergentien, vorzugsweise Natriumdodecylsulfat in Konzentrationen zwischen 0,2 und 2,0 %, eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Extraktion eingesetzte Natriumdodecylsulfat zum Teil oder bis zu einer Restkonzentration unter 0,2 % durch die Zugabe von Kaliumsalzen und Ausfällung als Kaliumdodecylsulfat aus den Extrakten entfernt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Gemische eingesetzt werden, die eine oder mehrere der in Anspruch 4 bis 13 definierten Substan zen jeweils zu einem Anteil zwischen 10 mg/kg und 200 g/kg, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, enthalten.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen und Substanzgemische in Kombination mit hydrolytischen Enzymen, vorzugsweise Cellulasen, eingesetzt werden bzw. diese Enzyme bereits enthalten, wobei die cellulolytische Aktivität gegen Filterpapier maximal 500 IU/ml und gegen Carboxymethylcellulose 10.000 U/ml betragen kann.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die festen oder flüssigen Substanzen und Substanzgemische zu Faul- oder Klärschlämmen bei pH-Werten zwischen 4,0 und 10,0, vorzugsweise zwischen 4,5 und 8,0, und Temperaturen zwischen 10°C und 70°C, vorzugsweise zwischen 30°C und 60°C, einmalig oder mehrmalig in einem Gewichtsverhältnis von 50 mg/kg bis 50.000 mg/kg Klärschlamm zugegeben werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200410042689 DE102004042689A1 (de) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | Verfahren zur Beschleunigung und Effizienzsteigerung des Faulprozesses von Klärschlämmen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200410042689 DE102004042689A1 (de) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | Verfahren zur Beschleunigung und Effizienzsteigerung des Faulprozesses von Klärschlämmen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102004042689A1 true DE102004042689A1 (de) | 2006-03-02 |
Family
ID=35745742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE200410042689 Ceased DE102004042689A1 (de) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | Verfahren zur Beschleunigung und Effizienzsteigerung des Faulprozesses von Klärschlämmen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102004042689A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009134878A1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-11-05 | Danisco Us Inc. | Swollenin compositions and methods of increasing the efficiency of a cellulase |
| EP3665130A1 (de) * | 2017-08-07 | 2020-06-17 | Novozymes A/S | Verfahren zur aufbereitung von abwasser mittels schlammbehandlung mit hydrolytischen enzymen |
-
2004
- 2004-09-01 DE DE200410042689 patent/DE102004042689A1/de not_active Ceased
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009134878A1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-11-05 | Danisco Us Inc. | Swollenin compositions and methods of increasing the efficiency of a cellulase |
| CN102016055A (zh) * | 2008-04-29 | 2011-04-13 | 丹尼斯科美国公司 | 膨胀素组合物以及增加纤维素酶效率的方法 |
| JP2011518576A (ja) * | 2008-04-29 | 2011-06-30 | ダニスコ・ユーエス・インク | セルラーゼの効率を増大させるスオレニン（ｓｗｏｌｌｅｎｉｎ）組成物と方法 |
| AU2009243081B2 (en) * | 2008-04-29 | 2013-08-15 | Danisco Us Inc. | Swollenin compositions and methods of increasing the efficiency of a cellulase |
| RU2529949C2 (ru) * | 2008-04-29 | 2014-10-10 | ДАНИСКО ЮЭс ИНК. | Ферментная композиция, способная эффективно разлагать целлюлозный материал |
| EP3665130A1 (de) * | 2017-08-07 | 2020-06-17 | Novozymes A/S | Verfahren zur aufbereitung von abwasser mittels schlammbehandlung mit hydrolytischen enzymen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Spalvins et al. | Single cell protein production from waste biomass: comparison of various industrial by-products | |
| DE60119941T2 (de) | Verfahren zur herstellung von glucose mit ein ermodifizierten zellulase | |
| EP2183374B1 (de) | Verfahren zur Konversion von Biomasse aus nachwachsenden Rohstoffen zu Biogas in anaeroben Fermentern | |
| CN104328141B (zh) | 一种酶法处理抗生素药渣的方法 | |
| Cadete et al. | Yeasts associated with decomposing plant material and rotting wood | |
| WO2009063138A2 (en) | Method for producing lipid | |
| PT106959B (pt) | Processos para a produção de glicolípidos microbianos do tipo manosileritritolípidos, a partir de materiais lenhocelulósicos e suas aplicações | |
| DE102008015609A1 (de) | Biogasanlage und Verfahren zur Erzeugung von Biogas | |
| DE112012005586T5 (de) | Verzuckernde Enzymzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung einer verzuckerten Lösung unter Verwendung der selbigen | |
| DE102010060656A1 (de) | Verfahren zur hydrothermalen Karbonisierung von biologischem Material und Verwendung des anfallenden Prozesswassers zur Fermentation | |
| CN101962618A (zh) | 一种利用多糖收获微藻的方法 | |
| Alam et al. | Harvesting and pretreatment techniques of aquatic macrophytes and macroalgae for production of biofuels | |
| CN100516355C (zh) | 由微生物产品发酵过程的纤维残渣制备纸浆的方法 | |
| Lu et al. | Efficient delignification of sugarcane bagasse by Fenton oxidation coupled with ultrasound-assisted NaOH for biotransformation from Agaricus sinodeliciosus var. Chaidam | |
| EP2243823A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung und Verteilung von Energie | |
| EP1912900A1 (de) | Verfahren zur herstellung von biogas | |
| DE69116192T2 (de) | Für die Polysaccharidhydrolyse aus einem lignozellulosehaltigen Substrat geeignete Enzymzusammensetzung, ihre Herstellung und Verwendung | |
| CN1896252A (zh) | 利用有机物高效厌氧发酵生产沼气的方法 | |
| CN106011112A (zh) | 一种专用于海带综合利用的复合酶系及其应用 | |
| DE102004042688A1 (de) | Verfahren zur Beschleunigung der Faulprozesse in Abwasserreinigungs- und Biogasanlagen | |
| DE102004042689A1 (de) | Verfahren zur Beschleunigung und Effizienzsteigerung des Faulprozesses von Klärschlämmen | |
| ES2717671T3 (es) | Procedimiento de producción de un cóctel enzimático usando residuos sólidos de un procedimiento de conversión bioquímica de materiales lignocelulósicos | |
| DE102011014444A1 (de) | Verfahren zur biotechnischen Verwertung von Lingnocellulose | |
| WO2010074610A1 (ru) | Способ получения углеводов гидролизом полисахаридных комплексов водорослей (варианты) | |
| FI123960B (fi) | Menetelmä lipidin tuottamiseksi |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
| R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
| R074 | Re-establishment allowed | ||
| R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
| R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20110830 |
|
| R016 | Response to examination communication | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20130712 |