DE2227840A1

DE2227840A1 - Verfahren zur beseitigung von organischen abfallprodukten auf biologischem wege

Info

Publication number: DE2227840A1
Application number: DE2227840A
Authority: DE
Inventors: Pierre Fusey
Original assignee: BANQUE EXPANSION INDUSTR
Current assignee: BANQUE EXPANSION INDUSTR
Priority date: 1971-06-28
Filing date: 1972-06-08
Publication date: 1973-01-11
Also published as: CH556910A; RO62780A2; HU166804B; GB1400256A; AU472543B2; SU604464A3; FR2144003A5; DE2227840B2; SE390291B; IL39637A0; LU65465A1; IT956772B; NO132902C; EG10503A; CA980026A; ZA723852B; DD97641A5; OA04113A; AU4381572A; ES403815A1

Description

Die Erfindung betrifft die Beseitigung von organischen Abfallprodukten aus Haushalt und Industrie oder von Erdölrückständen auf biologischem Wege. Bekanntlich unterliegen organische Abfallprodukte in Suspension in Wasser unter der Einwirkung aerober Mikroorganismen einem natürlichen Bioabbau, wenn die SauerstoffVersorgung des Wassers ausreichend ist. Aber dieser natürliche Abbau verläuft langsam, weil das wässrige Milieu, in dem die organischen Stoffe suspendiert sind, für die Entwicklung dieser Mikroorganismen oft ungeeignet oder zumindest nicht optimal ist.

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Die Mikroorganismen benötigen zu ihrer Entwicklung Luft, die ihnen im allgemeinen auf bekannte Weise durch Aufwirbelung und Belüftung des Wassers zugeführt wird. Aber sie benötigen auch Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Spurenelemente in ziemlich genauen Konzentrationsverhältnisssn. Endlich zeigen die Mikroorganismen, die für den Abbau bestimmter Substanzen spezifisch sind, eine maximale Entwicklung, wenn sie sich in einem Milieu von bestimmtem pH befinden. Die Technik der biologischen Reinigung mit Hilfe von aktiviertem Schlamm ist also nur bei künstlicher Belüftung der wässrigen Suspension durchführbar, durch die der biochemische Sauerstoffbedarf der Mikroorganismen befriedigt wird, der aber unzureichend ist hinsichtlich der Nahrungsbedürfnisse dieser Organismen, die die organischen Stoffe durch Oxydation und Mineralisierung zerstören. Um die Unzulänglichkeiten dieses bekannten Verfahrens zu überwinden, greift man zu

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dem Hilfsmittel, den mit Mikroprganismen angereicherten aktivierten Schlamm umzuwälzen, doch führt dies zu einer Vergrösserung des behandelten Volumens.

Wenn man Abfallstoffe beseitigen will, die selbst eine Quelle bestimmter, für die Mikrooi'ganismen notwendigen Nahrungs elemente bilden, so darf man ausserdem in das Milieu keine wesentlichen Mengen von stoffen einbringen, die die gleichen Wahrungselemente liefern, aber von den Miicroorganismen leicnter verarbeitet werden,

Ferner müssen die Abfallprodukte als stabile Suspension dispergiert vorliegen, und bestimmte Produkte wie Erdölrückstände können nur dann biologisch abgebaut werden, wenn sie in eine Emulsion übergeführt sind.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Beseitigung organischer Abfallprodukte, die sich in Suspension in Wasser befinden, auf biologischem Wege durch aerobe Mikroorganismen, bei dem die Suspension verdünnt und belüftet wird, um den biochemischen Sauerstoffbedarf der «ikroorganismen zu befriedigen, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass auf experimentellem Wege für die aeroben Mikroorganismen, die für den zu beseitigenden Abfall spezifisch sind, der Bedarf an Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Spurenelementen sowie das pH-Optimum ermittelt werden, dass der Gehalt der zu beseitigenden Produkte an diesen Nahrungselementen analytisch bestimmt wird, dass die Abfallstoffe in Wasser in. Suspension gebracht werden und dass der Gehalt der Suspension zumindest an Stickstoff und Phosphor sowie der pH-Wert durch Zufuhr entsprechender Stoffe, in denen diese Elemente enthalten sind, in der Weise reguliert wird, dass der Bedarf der für den Abfall spezifischen Mikroorganismen an diesen Elementen böfriridißt wird. 209832/0836

Ziel der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zur Beseitigung von Zelluloseabfällen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Stickstoffgehalt der Suspension auf 2 bis 6$ und der Phosphorgehalt auf O_t8 bis 2$ des Trockengewichts der Abfallstoffe eingestellt wird»

Ziel der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Beseitigung von Erdölrückständen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass diese Rückstände in Wasser mit Hilfe eines Leims in eine Emulsion übergeführt werden und dass der Stickstoffgehalt der Suspension auf 6 bis 8% und der Phosphorgehaftt auf 1 bis 3% des Gewichts der Abfallstoffe eingestellt wird.

Erfindungsgemäss können in die Suspension auch für die Mikroorganismen spezifische Wachstumsfaktoren wie Hefeextrakte eingebracht werdenο

Zur Ergänzung eines unzureichenden Kohlenstoffangebots der zu beseitigenden Abfälle geeignet sind Kohlehydrate wie Zelluloseabfälle (Papier, Textilabfälle, pflanzliche Abfälle usw.), und Rückstände aus der Zuckerfabrik, Mälzerei, MaisIndustrie, ferner Kohlenwasserstoffe wie Erdölrückstände, Fette wie Abfälle aus der Seifenfabrik und der Nahrungsmittelindustrie und endlich Alkali- oder Erdalkalicarbonate·

Zur Ergänzung eines unzureichenden Sti dcstoffangebots der zu beseitigenden Abfälle geeignet sind organische Stickstoffverbindungen wie Harnstoff, Lebensmittelabfälle, Abfälle aus der Nahrungsmittelindustrie (Schlempen, Molkereirückstände, Abfälle aus der Konservenindustrie usw.), Leime aus Knochen, Häuten oder Fischen und alle Ammoniumsalze wie Ammoniumnitrat, -sulfat und -phosphat.

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Phosphor kann in organischer Form durch tierische Abfallprodukte oder in mineralischer Form durch Alkali- oder Erdalkaliphosphate zugeführt werden»

Spurenelemente finden sich in zahlreichen Abfällen, beispielsweise in Schlempen.

Um Erdo!rückstände wie Rohöle, Bodensätze, Schmieröle, Türkischrotöle usw, in Wasser zu emulgieren, benutzt man Dispersionsmittel, die selbst biologisch abgebaut werden, wie Leime aus Knochen, Häuten oder Fischen sowie Pflanzengummis (Tragant, Gummi arabicum usw,).

Die Erfindung bezieht sicn auch auf die spezifischen Zusammensetzungen zur Beseitigung spezifischer Abfallprodukte durch biologischen Abbau, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie in der Hauptsache aus Schlempen gebildet werden, deren Stickstoffgehalt mit Ammoniumnitrat, deren Phosphorgehalt mit Dicalciumphosphat und deren Kohlenstoffgehalt mit Calciumcarbonat eingestellt ist»

Die Schlempen sind in der Tat billige Quellen für Stickstoff und Spurenelemente, denn sie sind selbst Destillationsrückstände· Ausserdem sind sie im Unterschied zu Melassen arm an Zucker und Alkohol, also den Kohlenstoffverbindungen, die von den Mikroorganismen am leichtesten verarbeitet werden. Ihre Anwesenheit ist also keine Konkurrenz für den biologischen Abbau des Kohlenstoffteils der Abfallprodukte.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Mischung zur biologischen Beseitigung von Zelluloseabfällen, deren aktiver Teil aus 50 bis 70 Gew.# Schlempe, 0 bis 30 Gew.# Ammoniumnitrat,

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und 1^> bis 3^υ Gew.°& Dicalciumphosphat besteht.

Sie bezieht sich auch auf eine Miscüung zur biologischen Beseiti gung von Erdölrückständen, deren aktiver Teil aus kO bis 6O^> Schlempe, O bis 12$ Ammoniumnitrat, 3 bis 8$ Dicalciumphosphat, 25 bis 4O$ Calciumcarbonat und 1 bis J$> Leim besteht_o

Ammoniumnitrat kann oft weggelassen werden, wenn die Schlempen reich an Stickstoff sind_e

Unter "aktivem Teil" versteht man den Anteil der Gesamtmenge, der am biologischen Abbauprozess der Abfallprodukte beteiligt ist, wobei die Mischung natürlich auch Wasser oder Mineralien oder weitere organische Substanzen enthalten kann·

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Beseitigung von Zelluloseabfällen, bei dem 10 bis 35 Gew.^fe, bezogen auf das Gewicht der Zelluloseabfälle, einer Mischung der obigen Zusammensetzung zu einer Suspension bei saurem pH zugesetzt werden, die die Abfallprodukte enthält und bei dem die Suspension belüftet wird.

Sie betrifft auch ein Verfahren zur Beseitigung von Erdölrückständen, bei dem zu 100 Gewichtsteilen Abfall ?U bis 200 Gewichtsteile einer Mischung der obigen Zusammensetzung zugesetzt werden und das Gemisch mit dem IU bis 30fachen seines Gewichts an Wasser durchgerührt und die erhaltene Emulsion belüftet wird·

Die Beispiele diAen zur näheren Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens·

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Beispiel 1 - ^lm

Beseitigung von SCelluloseabfallen, Abfällen aus der Papierfabrik, sonstigem Papier und 'i'extilabfällen aus Zellulose wurde eine Masse der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

Schlempen aus der Melassedestillation 60$ Ammoniumnitrat 20$

Dicalciumphosphat 20$

Die Abfallprodukte wurden in Wasser in Suspension gebracht, wenn sie nicht bereits als solche vorlagen (Abwässerj und die Suspension wurde mit Salpetersäure angesäuert, sodass das optimale pH 5t5 erreicht wurde·

ZiU der Suspension wurden 20 Gew,$, bezogen auf die zu beseitigenden Zelluloseabfälle, der obigen Mischung zugesetzt· Wach Tagen waren die Zelluloseabfälle verschwunden·

Beispiel 2

Zur Beseitigung von Erdölrückständen, die aus Bodensätzen bestanden, wurde eine Masse der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

Schlempe 39$

Ammoniumnitrat

Dicalciumphosphat

* Calciumcarbonat ,'29$

Leim Vjb

Wasser 20$

Diese Mass« wurde zu gleichen Teilen mit den Erdölrückständen vermischt und das Gemisch mit dem 20fachen seines Gewichts an Wasser durchgerührt, die erhaltene Emulsion wurde dann unter lebhafter Belüftung in einem geeigneten Bottiih gelagert· Nach 25 Tagen konnte durch Chromatographie ein vollständiger Abbau

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der Kohl enwas spers toff verbindungen bewiesen werden»

Beispiel 3

Zur Beseitigung von Erdölrückständen in F*rra von Schmierölen wurde eine Masse der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

Kalihaltige Schlempe

Magnesiumhaltige Schlempe 30$

Dicalciumphosphat 6$

Calciumcarbonat 30$

Leim 1$

Wasser

Diese Mischung wurde zu gleichen Gewichtsteilen zu den Schmierölen zuges-etzt und das G-emisch mit dem 3Ofachen seines Gewichts an Wasser versetzt» Die Emulsion wurde auf einen Boden gegossen, der aus einem Gemisch von Sand und Kies bestand» Nach 60 Tagen konnte in dem Boden keine Spur von Kohlenwasserstoffverbindungen entdeckt werden»

Die anhand der Beispiele beschriebenen Ausführungsmethoden können zahlreiche Abänderungen erfahren* ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird«

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Claims

Patentansprüche

lJ Verfahren zur Beseitigung organischer Abfallprodukte auf biologischem Wege in Suspension in Wasser durch aerobe Mikroorganismen, bei dem die Suspension verdünnt und belüftet wird, um den biochemischen Sauerstoffbedarf der Mikroorganismen zu befriedigen, dadurch gekennzeichnet, dass für die aeroben Mikroorganismen, die für den zu beseitigenden Abfall spezifisch sind, experimentell der Bedarf an Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Spurenelementen sowie das pH-Optimum bestimmt werden, dass der üehalt der zu beseitigenden Produkte an diesen Wahrungselementen analytisch ermittelt wird, dass die Abfallstoffe in Wasser in Suspension gebracht werden und dass der Gehalt der Suspension zumindest an Stickstoff und Phosphor sowie der pH-Wert durch Zufuhr entsprechender Stoffe, in denen diese Elemente enthalten sind, in der Weise reguliert wird, dass der Bedarf der für den Abfall spezifischen MiKrοOrganismen an diesen Elementen befriedigt wird«

2· Verfahren nach Anspruch 1 zur Beseitigung von Zelluloseabfällen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickstoffgehalt der Suspension auf 2 bis 6% und der Phosphorgehalt auf 0,8 bis 2$ des Trockengewichts der Abfallstoffe eingestellt wird,

3· Verfahren nach Anspruch 1 zur Beseitigung von Erdölrückständen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Rückstände in Wasser mit Hilfe eines Leims in eine Emulsion übergefünrt werden und dass der Stickstoffgehalt der Suspension auf 6 bis 8$ und der Phosphorgehalt auf 1 bis 3% des Trockengewichts der Abfallstoffe eingestellt wird«

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k, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass in die Suspension für die Mikroorganismen

spezifische Wachstumsfaktoren t-ingebnacht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ergänzung eines unzureichenden Kohlenstoff angebots in den zu beseitigenden Abfällen als Kohlenstoffquelle Kohlehydrate wie Zelluloseabfälle (Papier, Textilabfälle, pflanzliche Abfälle usw.j oder Rückstände aus der Zuckerfabrik, Mälzerei und MaisIndustrie, üohlenwasserstoffverbindungen wie Erdölrückstände, Fette wie Abfälle aus der Seifenfabrik oder der Nahrungsmittelindustrie oder Alkali- und Erdalkalicarbonate verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis h_t dadurch gekennzeichnet, dass zur Ergänzung eines unzureichenden 3tickstoff angebets in den zu beseitigenden Abfällen als Stickstoffquelle organische stickstoffverbindungen wie Harnstoff, Lebensmittelabfälle, Abfälle aus der Nahrungsmittelindustrie (Schlempen, Molkereirückstände, Abfälle aus der Konserveniiidustrie usw. j , Leime aus Knochen, Häuten oder Fischen oder alle Ammoniumsalze wie Ammoniumnitrat, -sulfat und -phosphat verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch, gekennzeichnet, dass zur Ergänzung eines unzureichenden Phosphorangebots in den zu beseitigenden Abfällen als Phosphorquelle tierische Abfallprodukte oder Alkali- und Erdalkaliphosphate verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 3ι dadurch gekennzeichnet, dass als Leim ein Leim aus Knochen, Häuten oder Fischen oder ein Pflanzengummi (Tragant, Gummi arabicum) verwendet wird.

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9. Mischung zur Beseitigung von spezifischen Abfallprodukten durch biologischen Abbau, dadurch gekennzeichnet, dass sie in der Hauptsache aus Schlempen besteht, deren Stickstoffgehalt mit Ammoniumnitrat, deren Phosphorgehalt mit Dicalciumphosphat und deren Kohlenstoffgehalt mit Cälciumcarbonat eingestellt ist·

10· Mischung zur Beseitigung von 2elluloseabfallen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ihr aktiver Teil aus $O bis 70 Gew.yb Schlempe, O bis 30 Gew_o# Ammoniumnitaiat und 15 bis 3υ Dicalciumphosphat besteht.

II, Mischung zur Beseitigung von Erdölrückständen, dadurch gekennzeichnet, dass ihr aktiver Teil aus kO bis 60$ Schlempe, O bis 12% Ammoniumnitrat, 3 bis 856 Dicalciumphosphat, 25 bis 4o% Cälciumcarbonat und- 1 bis 3$ Leim besteht,

12· Verfahren zur Beseitigung von Zelluloseabfällen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass 10 bis 35 Gow,>, bezogen auf das Gewicht der Zelluloseabfälle, einer Mischung gemäss. Anspiuäa IO zu einer Suspension mit saurem pH zugesetzt werden, die die Abfallstoffe enthält und dass die Suspension belüftet wird,

13,· Verfahren zur Beseitigung von Erdölrückständen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu 100 Gewichtsteilen Abfall 7^ bis 200 Gewichtsteile einer Mischung gemäss Anspruch 11 zugesetzt werden und dass dar Gemisch mit dem 10 bis 30fachen seines Gewichts an Wasser- durchgerührt und die erhaltene Emulsion belüftet wird,' .

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