DE2104230C3 - - Google Patents
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- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
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Description
Die aus Rohpetroleum und deren Derivaten stammenden Schlämme und Bodensätze stellen technische
Probleme von schwerwiegender wirtschaftlicher Bedeutung dar. Derartige Schlämme und Bodensätze
lassen sich durch Dampf nur schwer verflüssigen, wobei ein solches Verfahren einen beträchtlichen Aufwand
mit hohen Gestehungskosten erforderlich macht. Die Verwendung von Lösungsmitteln und das Ableiten
der durch Dämpf verflüssigten Schlämme haben eine beständig zune!imenae Verunreinigung der Gewässer
zur Folge, was sich auf Grund der nur sehr
langsam verlaufenden Abbaugeschwindigkeit dieser Kohlenwasserstoffverbindungen auf die Flora und
Fauna schädlich auswirkt.
Es wurde bereits in der am 3. April 1968 eingereichten französischen Patentanmeldung 146 840, jetzt
Patent 1598 901, unter dem Titel »Produkt zum
tmulgieren von KohlenwasserstoffverbindungeiK' ein
Produkt vorgestellt, das aus einer starken Mineralsäure, einem Alkali- oder Erdalkalisalz und einer
wasseraufsaugenden organischen Substanz, insbesondere Melasse, bestand. Dieses Produkt enthält 30 bis
70 Gewichtsprozent einer starken Mineralsäure und weist einen starken, 1,8 pK nicht übersteigenden Säuregrad
auf. Die mit dem Produkt geschaffene Emulsion wirkt auf die Flora und Fauna nicht toxisch; e^ wurde
doch eine neue Zusammensetzung aufgefunden, mit der nicht nur Petroleumerzeugnisse emulgierbar sind,
sondern auch in Dünger umgewandelt werden können oder als Nährlösung für Mikroorganismen eine Wertsteigerung
erfahren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verschiedensten Petroleumabfallstoffe so zu behandeln,
daß sie als Nährlösung für Mikroorganismen verwendbar werden, so daß diese Abfallstoffe durch die Mikroorganismen
abgebaut und in Düngemittel überführt werden.
Erreicht wird das dadurch, daß das Mittel aus
a) einer Nährlösung aus Kohlehydraten und/oder Proteinen, durch die die Ernährung der Mikroorganismen
gesichert ist.
b) Silikaten, Karbonaten, Phosphaten, Alkali- oder Eidalkali-Phosphiten und -Hypophosphiten, durch
die d e Oberflächenspannung herabgesetzt wird, so c aß «ich die Petroleumprodukte vermischen und
c) einem Streckungsmittel
bestellt.
Das Streckungsmittcl kann Wasser sein, wobei der
Wassergehalt gemäß der physikalischen Beschaffenheil der verwendeten Substanzen nach dem Gesichtspunkt
variiert werden kann, ob eine flüssige oder eine pastenartige Zusammensetzung erwünscht ist.
Für bestimmte Anwendungszwecke, insbesondere für die Bereitung einer Nährlösung zum biologischen
Abbauen von Petroleumprodukten, die schichtartig an deren Oberfläche auftreten, ist ein in pulverartiger
Form geschaffenes Produkt erwünscht. In diesem Falle ist das Streckungsmittel ein absorbierendes
Pulver, insbesondere aus Kalziumkarbonat oder Talk. Der Gehalt an Absorplionspulver wird nach Maßgabe
der physikalischen Beschaffenheit der anderen Substanzen gewählt.
Eine bevorzugte Zusammensetzung des Mittels besteht aus
a) 15 bis 80 Gewichtsteilen Nährlösung,
b) 10 bis 50 Gewichtsteilen Substanz zur Herab-Setzung
der Oberflächenspannung und
c) 5 bis 60 Gewichtsteilen Wasser.
Das Mittel kann aber auch die folgende Zusammensetzung haben:
a) 15 bis 80 Gewichtsteile Nährlösung,
b) 10 bis 50 Gtwichtsteile Substanz zur Herabsetzung der Oberflächenspannung und
c) 150 bis 400 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtheit der Komponenten a) und b), eines
Absorptionspulvers aus Kalziumkarbonat und Talk.
55
60 In Verfolg des Erfindungsgedankens kann das Mitiel
zusätzlich 10 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Absorptionspulver c), Fettsäure enthalten und zusätzlich
Kalium-, Eisen-, Zink-, Magnesium- oder Mangansalze.
Bei der Verwendung eines Absorptionspulvers als
3 4
Streckungsmittel werden 150 bis 400 Gewichtsprozent spanne von 3 bis 10 Wochen, kann die wäßrige Sus-
der Gesamtheit aller die Ernährung der Mikroorganis- pension auf die Felder geschüttet werden. Die Sus-
inen gewährleistenden und die Oberflächenspannung pension kann auch durch Verdunsten des Wassers
herabsetzenden Substanzen eingesetzt. konzentriert werden. Ebenfalls kann der Abbau durch
Im Unterschied zum Produkt, das Gegenstand des 5 eine heftige Veränderung des pH-Zustandes, z. B.
eingangs erwähnten französischen Patents ist, weist durch Beimengung einer starken Säure zum Stillstand
die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen ba- gebracht werden,
sischen pH-Wert auf. Die obenerwähnten Düngemittel können gegebenen-
AIs Nährlösung für Mikroorganismen können falls nach Maßgabe der Bedürftigkeit der Erdboden
Kohlehydrate und Proteine, allein oder in Mischung, io durch0Zugabe von weiteren wachstumsfördernden Beverwendet
werden, z. B. Melasse, Zellulose, Zucker- standteilen wie Pottasche, Phosphate, Sulfate, Nitrate
rübenabfallstoffe, Kasein, Malzextrakte, Proteosen, usw. vervollständigt werden. Insofern diese der Entusw.
wicklung der Mikroorganismen, die den Abbau be-
Ein Teil der Ernährungssubstanzen wird Vorzugs- wirken, nicht schädlich sind, können diese Bestandweise
durch eine aus Ammoniumsalzen, Aminen, 15 teile zu einem beliebigen Stadium, beigemengt werden.
Karbamid oder Naturprodukten, wie Schlempen, d. h. Die Nährlösung für Mikroorganismen ausgebilaus
den sich bei der Alkoholerzeugung aus der fer- deten Emulsionen können gleichermaßen für industriinenüerten
Melasse ergebenden Destillationsrück- eile Bakterienkulturen, beispielshalber für Hefepilze,
ständen, bestehende Stickstoffquelle ersetzt. als Nährboden verwendet werden.
Die zur Herabsetzung der Oberflächenspannung 20 Es ist mit den erfindungsgemäßen Mitteln möglich,
tlienende Substanz muß ein Silikat, ein Karbonat, ein die schichtartig auf der Wasseroberfläche verteilten
phosphat, ein nichttoxisch wirkendes Alkali- oder Petroleumprodukte in eine Nährlösung umzuwandeln,
Erdalkali-Phosphit oder -Hypophosphit sein, das ein- die durch biologischen Abbau ein Düngemittel ergibt,
*eln oder in Mischung verwendet wird. Insbesondere wobei das pulverförmige Mittel auf die Petroleumkönnen
Kalzium-, Natrium- und Kaliumsilikate, 15 produkte gestreut wird.
Kalzium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumkar- . · 1 1
bonate, Phosphate mit zwei Natriumatomen und zwei e 1 s ρ 1 e
Kalzium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumkar- . · 1 1
bonate, Phosphate mit zwei Natriumatomen und zwei e 1 s ρ 1 e
Kal/iumatomen und Mono- oder Diammonium- Folgende Bestandteile aufweisende Zusammenset-
phosphaie verwendet werden. zung:
Bei der Verwendung einer aus absorbierendem 30 Gewichtsieilc
Mineral bestehenden Ladung zur Hersteinig der Melasse 100
pu'verförmigen Zusammenstellung wird bevorzugt, Natriumsilikat 100
eine I etlsäure zu einem Betrag von 10 bis 30 Gewichts- Wasser 100
prozent des Gewichts an verwandtem Pulver hinzutugeben,
um die ölaufsaugende Eigenschaft der Zu- 35 Den 100 Gewichtsteiien der Rückstände des schwetummensetzung
zu erhöhen und ein Vermischen mit ren Dieselbrennstoffes Nr. 2 wurden 80 Gewichtsteile
(lern Petroleum zu erleichtern. Die Fettsäure kann z. B. der oben beschriebenen flüssigen Zusammensetzung
eine Stearin-, Olein- oder Palniitinsäure sein. beigegeben und die Mischung unter Zugabe von
Schließlich ist es möglich, dem Gemenge Oligo-Be- 6000 Gewichlsteilen weichen Wassers und 20 Gewichts-
flandteile beizugeben, z. B. Kalium-, Eisen-, Zink-, 40 teilen Phosphorsäure durcheinandergerührt imd in
Magnesium-, Mangansalze usw., die für die Ent- Vergärer abgegossen. Nach 5 Wochen wurde durch
Wicklung der Mikroorganismen notwendig sind. eine gaschromatographisch durchgeführte Kontrolle
Ein Verfahren zum Emulgieren von Petroleumab- ermittelt, daß ein vollständiger Abbau der Kohlen-
fallstoffen und zum Bilden eines Nährboden für Mikro- Wasserstoffe durch natürliche Mikroorganismen er-
organismen, besteht im Mischen auf mechanischem 45 zielt worden war. Die wäßrige Suspension wurde nach
tVVege von 100 Gewichtsteilen derartiger Abfallstoffe Beimengen von Nitrat und Pottasche im Verhältnis
tnil 50 bis 250 Gewichtsteilen der oben beschriebenen von 20 Tonnen pro Hektar auf ausgesätes Getreide
Mischung und durch darauffolgende Verdünnung. versprengt.
Das zum Verdünnen verwendete Wasser kann weich, B e i s η i e 1 2
brackig oder Meerwasser sein. Die Verdünnungsrate 50
brackig oder Meerwasser sein. Die Verdünnungsrate 50
Ist veränderlich und kann zwischen dem 5- bis 40fachen Folgende Bestandteile aufweisende Zusammenset-
licgen. zung:
Die geschaffene Emulsion stellt selbst ein Dünge- Gewichtsieile
mittel dar; die düngende Wirkung ergibt sich jedoch Melasse 100
erst nach dem Abbau der Kohlewasserstoffverbindun- 55 Kalziumkarbonat 25
gen, wobei die Erdboden nur nach einer Frist von 6 bis Kalziumsilikat 10
I2 Monaten brauchbar werden. Wasser 100
Um einen Dünger zu erhalten, der eine sofortige
Verwendung der behandelten Erdboden ermöglicht, Abfallprodukte von aus Irak stammendem Petrolann
das weitgehend verdünnte Präparat mit Mikro- 60 leum wurden zu 100 Gewichtsteilen mit 60 Gewichtsorganismen angesetzt und gaschromatographisch in teilen der oben beschriebenen flüssigen Zusammenbezug
auf den Fortschritt des Abbaus überwacht setzung verrührt und diesem Gemenge 900 Gewichtswerden. Es ist für eine günstige Entwicklung be- teile Wasser beigegeben.
stimmter Mikroorganismen gleichermaßen möglich, Nach Einlagerung von 4 Wochen wurde die Emul-
von vornherein den pH-Wert der Verdünnung durch 65 sion zum Besprengen von Flußsand verwendet, wobei
die Beigabe eines geringen Anteils einer mineralischen 100 cm3 Lösung pro Quadralmeler auf das ausgesäte
oder organischen Säure zu verändern. Nachdem der Getreide versprengt wurde. Das Getreidewachstum
Abbau beendigt worden ist, d. h. nach einer Zeit- verlief normal.
Folgende Bestandteile aufweisende Zusammensetzung:
Gewichtsteile
Melasse 100
Dinatriumphosphat 10
Kalziumkarbonat 15
Wasser 10
10
Diese Aussige Zusammensetzung wurde zum Emulgieren
der gleichen Gewichtsmenge an Rohpetroleum verwendet, wobei der Emulsion eine ihrem Gewicht
viermal entsprechende Menge brakigen Wassers beigemengt wurde.
Diese Emulsion wurde sofort zum Besprengen von Flußsand, und zwar zu einem Betrag von 100 g pro
Quadratmeter verwendet. Auf den behandelten Sand wurde nach 6 Monaten Mais ausgesät der sich normal
entwickelte. ao
Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen:
Gewichtsteile
Melasse 100
Natriumsilikat 50
Wasser 50
Dieses pastenartige Präparat wurde Gewicht pro Gewicht mit dem am Strand eingebrachten R ohpetroleum
gemischt und diese Mischung wurde unter Beimengung des fünffachen Volumens Meerwassers und
0,5 °/o Salpetersäure in einer Grube eingelagert. Nach einem Jahr ergab eine Kontrolle der Gaschromatographie,
daß sämtliche Kohlenwasserstoff verbindungen abgebaut worden waren und das Produkt als Düngemittel
verwendet werden konnte.
Pastenartige Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen :
Gewichtsteile
Melasse 100
Kalziumkarbonat 60
Kalziumsilikat 6
Wasser 50
Dieses Präparat fand die gleiche Verwendung wie die Zusammensetzung von Beispiel 4. Das sich ergebende
Düngemittel wurde nach der Zusetzung von Guano zur Fruchtbarmachung eines nährstoffarmen
granithaltigen Bodens verwendet.
Pastenartige Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen:
Gewichtsteile
Kasein 50
Natriumsilikat 50
Wasser 100
Diese zusammengesetzte Masse wurde verwendet zum Emulgieren eines Bodensatzes Brennöl unter Zugabe
einer zehnmal dem Volumen der Emulsion entsprechenden Menge Wassers. Die Mischung wurde
6 Wochen lang unter Frischluftzugang gespeichert, worauf der pH-Wert dann durch Zusetzen von Phosphor-
und Salpetersäure geändert wurde, um den Abbauvorgang zum Stillstand zu bringen. Nach dem Verdunsten
eines Anteils Wassers hat sich diese flüssige Lösung als hervorragender Dünger erwiesen.
Pastenartige Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen :
Gewichtsteile
Malzextrakt 50
Kalziumkarbonat 20
Natriumsilikat 100
Wasser 50
Diese zusammengesetzte Masse wurde in einer Doppelsaug-Mischpumpe gleichzeitig mit dem
lVifachen Gewicht an Petroleumrückständen zusammengebracht.
Die Emulsion wurde mit brakigem Wasser verdünnt und in die Lagune ausgeworfen, ohne daß die Fauna und Flora hierdurch Schaden
nahm.
Es wurden ebenfalls weitere Zusammensetzungen bereitet, die den oben angeführten entsprechen, wobei
Melasse ganz oder zum Teil durch pulverförmige Zellulose, fein zerstückelte Zuckerrübenabfälle und
Pepton ersetzt wurde. Diese Zusammenstellungen haben gleichwertige Resultate erbracht. Auch wurden
bei für ammoniumarme Böden bestimmten Düngern die Salze ganz oder zum Teil durch Ammonium- oder
Diammoniumphosphate ersetzt.
Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen:
Gewichtsteile
Melasse 20
Natriumsilikat a 35° Be 20
Wasser 20
100 Teilen dieser Mischung wurden 40 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffverbindungen beigegeben, die
aus schweren Petroleumrückständen bestanden. Dieses Gemisch wurde durcheinandergerührt, um eine Emulsion
zu ergeben, die mit ungefähr dem 15fachen Volumen Käsereiserum gestreckt wurde.
»5 7 1 dieser Emulsion wurden in einen 10 1 fassenden
Vergärer gegossen. Die Emulsion wurde mit 1 g Hefe der Gattung Terulopsis utilis unter geeigneter Belüftung
und Durchmischung angesetzt. Die Hefe entwickelte sich, und nach 10 Stunden entsprach ihr Gewicht
53°/0 des Gewichts der verwandten Melasse.
Eine gaschromatographisch durchgeführte Kontrolle ergab, daß die Kohlenwasserstoffe vollständig abgebaut
worden waren. Das Verfahren hätte man auch kontinuierlich durchführen können, indem die abgebauten
Bestandteile durch die Zufuhr von Mischmasse und Kohlenwasserstoffen ausgeglichen werden.
Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen:
Gewichtsteile
Melasse 25
Natürliches Kaliumsilikat (Sanidin) ... 30
Wasser 20
Wasser 20
60
65 100 Teile dieser Zusammensetzung wurden zum Emulgieren von 50 Gewichtsteilen schwere Kohlenwasserstoffe
verwendet und die Emulsion wurde mit
ungefähr dem ISfachcn ihres Volumens mil Wasser
versetzt.
Ein Volumen von 10 1 der Emulsion wurde in einem
Vergärer von 15 1 gegeben und mit 1 g Kiesclsäurcbaklcricn
der Gattung »Alcxandrov« angesetzt. Nach 3 Wochen hatten sich diese Bakterien überaus rasch
vermehrt. Es wurde eine Zersetzung des Naturkaliumsilikats und ein freier Kaliumgehalt der Nährlösung
festgestellt, der 25% des verwandten natürlichen Kaüumsilikats ausmachte. Eine Kontrolle durch Gaschromatographic
ergab einen fortgeschrittenen Abbau der Kohlenwasscrstoffvcrbindungen. Die Lösung bildete
einen guten mit Kalium angereicherten Dünger.
Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen:
Gewichtstcilc
Melasse 50
Schlempe 50
Natriumsilikat 100
Wasser 100
Diese Zusammensetzung wurde auf die gleiche Art wie Beispiel 1 in Anwendung gebracht, wobei nacli ungefähr
3 Wochen die Kohlenstoffverbindungen vollständig abgebaut worden waren.
Es wurde eine Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen auf mechanischem Wege verrührt:
Gewichtsteile
Melasse 25
Schlempe 25
Natriumsilikal a 35" Be 10
Talk 150
Die>es Pulver wurde zum Bestreuen von Petroleum verwendet, welches auf der Oberfläche eines Aquariums
schwamm. Das Petroleum wurde absorbiert und vom Pulver aufgenommen, wobei das sich am Boden
des Aquariums absetzende Gemisch progressiv von der Flora aufgenommen wurde, ohne daß für die
Flora und Fauna eine schädliche Wirkung ermittelt werden konnte.
Es wurde eine Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen
auf mechanischem Wege verrührt:
Gcwiclustcile
Melasse 40
Harnstoff 10
Kal/iumsilikat 5
pulverförmiges Kalziumkarnonal 150
Mit dieser Mischung wurde bei gleicher Anwendi.ingsv.cise
wie in Beispiel 11 das gleiche Resultat erzielt.
Es wurde eine Zusammensetzung mit folgenden Bestaiidit.lcr.
auf mechanischem Wege verrührt:
Gewichtsteile
Melasse 20
Schlempe 20
Kalziumsilikat 4
Kalziumkarbonat 130
Stearinsäure 24
Die auf die gleiche Weise wie im Beispiel 12 für die
Absorptions des Petroleums zu verwendende Pulvermenge wurde um ungefähr 40n/„ herabgesetzt.
Es wurde eine Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen auf mechanischem Wege verrührt:
Gewichtsteile
Melasse 20
Schlempe 20
Natriumsiiikat 35° Be 8
Talk !30
Oleinsäure 20
Das sich ergebende Pulver wurde gleichermaßen wie Beispiel 5 mit im wesentlichen gleichen Ergebnissen
verwendet.
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können selbstverständlich die oben angeführten Ausführungsbeispicle
zahlreiche Veränderungen erfahren.
Claims (5)
1. Mittel zum Umwandeln von Petroleumprodukten in durch biologischen Abbau geschaffenen
Dünger, dadurch gekennzeichne t, daß das Mittel aus
a) einer Nährlösung aus Kohlehydraten und/oder Proteinen, durch die die Ernährung der Mikroorganismen
gesichert ist,
b) Silikaten, Karbonaten, Phosphaten, Alkalioder Erdalkali-Phosphiten und -Hypophosphiten,
durch die die Oberflächenspannung herabgesetzt wird, so daß sich die Petroleumprodukte
vermischen und
c) einem Streckungsmittel
besteht.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
a) 15 bis 80 Gewichtsteilen Nährlösung,
b) 10 bis 50 Gewichtsteilen Substanz zur Herabsetzung
der Oberflächenspannung und
c) 5 bis 60 Gewichtsteilen Wasser
besteht.
3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es aus
al 15 bis 80 Gewichtsteilen Nährlösung.
b) 10 bis 50 Gewichtsteilen Substanz zur Herabsetzung der Oberflächenspannung und
c) 150 bis 400 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtheit der Komponenten a) und b). eines
Absorptionspuhers aus Kalziumkarbonat und Talk
besteht.
4. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 10 bis 30 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Absorptionspuiver c), Fettsäure enthält.
5. Mittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Kalium-, Eisen-,
Zink-, Magnesium- oder Mangansa!z° eiithält.
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