DE2732814A1

DE2732814A1 - Verfahren zur behandlung von biologisch abbaubarem material und nach dem verfahren erhaltene biomasse

Info

Publication number: DE2732814A1
Application number: DE19772732814
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: DUNLOP PLANTATIONS Ltd
Current assignee: SATEC Ltd WALTON-ON-THAMES SURREY GB
Priority date: 1976-07-22
Filing date: 1977-07-20
Publication date: 1978-02-09
Also published as: BE900286Q; NO772611L; NZ184589A; DK330877A; ES460964A1; IE45754B1; PL199799A1; SE7708248L; PH17381A; IT1113598B; DE2732814C2; ZA774106B; MY8400038A; SE442744B; IE45754L

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Behand-
lung von biologisch abbaubaren, organischen Materialien wie Kohlehydraten und proteinhaltigen Materialien.
Lösungen und Suspensionen von Kohlehydraten kommen häufig als Abwässer aus Lebensmittel verarbeitenden Anlagen und aus Papierfabriken vor. Die Kohlehydrate in den Abwässern aus Lebensmittel verarbeitenden Fabriken enthalten oft einen beträchtlichen Anteil an Zuckern, die üblicherweise in Lösung vorliegen, obwohl auch unlösliche Bestandteile wie Stärken und zelluloseartige Materialien, die in Suspension vorliegen, vorhanden sein können. Proteinhaltige Materialien können ebenfalls vorhanden sein. Die Kohlehydrate in Abwässern aus Papierfabriken bestehen jedoch üblicherweise beinahe vollständig aus unlöslichen Bestandteilen in Suspension. Lösungen und Suspensionen von anderen biologisch abbaubaren, organischen Materialien können als Nebenprodukte gebildet werden oder als Abwässer aus zahlreichen Arten von chemischen Anlagen vorliegen.
Solche Abwässer sind schwierig zu beseitigen. Manchmal werden sie zeitweilig in Behältern gelagert, wo Feststoffe sich partiell absetzen können, und sie werden dann in Abwasserkanäle zur Behandlung in den normalen Abwasserbehandlungsanlagen oder in Flüsse oder andere Gewässer abgegeben. Die betroffenen Behörden oder Betreiber verlangen üblicherweise eine Bezahlung für die Behandlung dieser nicht erwünschten Abwässer oder für das Recht, die Abwässer in Flüsse abzugeben. Wenn Feststoffe in Absetzbehältern abgetrennt wurden, müssen diese in für ihre Aufnahme gegrabenen Abfall-Löchern abgelagert werden. Dies bedingt wiederum beträchtliche Kosten und ist weiterhin eine schlechte Praxis im Hinblick auf den Umweltschutz.
In neuerer Zeit wurden verarbeitende Betriebe mit eigenen Abwasserbehandlungsanlagen ausgerüstet, die Belebtschlammbehälter, biologische Filter und Ablagerungsseen umfassen, deren Installation, Betrieb und Aufrechterhaltung ist jedoch kostspielig und sie benötigen relativ große Landflächen.
Verschiedene Methoden wurden bereits zur biologischen Behandlung solcher Abwässer in Fermentationsanlagen in Betracht gezogen, Jedoch sind diese im allgemeinen nur wirtschaftlich, wenn die Abwässer relativ konzentriert sindlund sie arbeiten nicht in zufriedenstellender Weise oder überhaupt nicht, wenn die Abwässer verdünnt sind, wie dies oft der Fall ist. Weiterhin ist es für gewöhnlich erforderlich, daß die Abwässer steril sind.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Abwässernder beschriebenen Art, das besonders wirksam bei der Behandlung von verdünnten Abwässern ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren, das ein biologisches Verfahren ist und die Erzeugung von biologischen Produkten der Art, die üblicherweise als Biomasse bezeichnet werden, ergibt. Die Biomasse kann als Grundlage für brauchbare und vertriebsfähige Produkte wie Futtermittel für Tiere verwendet werden. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer solchen Weise betrieben werden, daß es sogar einen finanziellen Nutzen hat statt des Verlustes, der normalerweise mit den Methoden der bislang angewandten Beseitigung von Abwässern verbunden ist.
Obwohl die Erfindung in erster Linie im Hinblick auf die Behandlung von Abwässern entwickelt wurde, ist sie nicht auf die Behandlung von Abwässern als solchen, d.h. auf die Abfallprodukte von anderen Herstellungsprozessen, beschränkt, sondern sie kann auch bei der Behandlung von anderen Lösungen oder Suspensionen von biologisch abbaubaren, organischen Materialien angewandt; werden. Die Erfindung kann tatsächlich Lösungen oder Suspensionen verwenden, welche speziell zur Behandlung hergestellt wurden, damit die Biomasse in einfacher Weise erhalten werden kann.
Die Herstellung von Biomasse durch Turmfermentation wurde bereits in Betracht gezogen. Turmfermentationsanlagen, d.h.
Fermentationsanlagen mit einer aufrechten, säulenartigen Arbeitskammer, die einen Mikroorganismus enthält, welcher biologisch abbaubares, nach oben durch die Kammer durchtretendes Material abbaut, wurden bei der kommerziellen Herstellung von Flüssigkeiten wie Alkohol aus Zucker, z.B.
bei der Brauerei, von Essigsäure aus Alkohol, z.B. bei der Weinessigproduktion, und von Citronensäure aus Melassen und anderen Kohlehydraten angewandt. Verschiedene kontinuierliche, halbkontinuierliche oder ansatzweise Fermentationsprozesse, sowohl aerobe als auch anaerobe Prozesse unter Verwendung verschiedener Hefen, Pilze und Bakterien in Turmfermentationsanlagen wurden bereits vorgeschlagen. Bei diesen kontinuierlichen und halbkontinuierlichen Prozessen wurden die biologisch abbaubares Material enthaltende Lösung oder Suspension und üblicherweise ein Sauerstoff enthaltendes Gas nach oben durch den Turm geschickt, und die erhaltene Flüssigkeit und das erhaltene Gas wurden aus der Arbeitskammer durch getrennte Auslässe abgegeben. Die Neigung solcher Arbeitsweisen zur Erzeugung eines Schaums auf der Oberfläche der Flüssigkeit in der Kammer ist üblicherweise ein Problem, und daher ist üblicherweise eine "Ausdehnungskammer" oberhalb des Flüssigkeitsauslasses aus der Arbeitskammer vorhanden, in welcher der Schaum sich absetzen kann und ein Absetzen der Mikroorganismen, die sonst mit dem Schaum herausgetragen werden würden, zurück in die Arbeitskammer beim Zusammenfallen des Schaums ermöglicht wird, wobei das bei dem Prozeß entstehende Gas aus der Ausdehnungskammer durch einen getrennten Auslaß abgegeben wird, der üblicherweise am oberen Ende oder nahe dem oberen Ende der Ausdehnungskammer liegt.
Bei diesen Fermentationsprozessen zur Herstellung von Flüssigkeiten werden die Bedingungen so eingestellt, daß das Wachstum der Mikroorganismen auf ein Minimum gebracht wird und die Mikroorganismen in der Arbeitskammer zurückgehalten werden. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Bedingungen unter Förderung des Wachstums einiger Mikroorganismen zu variieren, um eine Biomasse herzustellen, die mit der Flüssigkeit aus der Arbeitskammer abgegeben werden und hiervon unter Bildung eines brauchbaren Produktes abgetrennt werden kann. Obwohl dies Jedoch erreicht werden kann, wurde gefunden, daß die Kinetik der kontinuierlichen und halbkontinuierlichen Prozesse so komplex ist und das Wissen hierüber so unvollständig ist, daß diese Prozesse im allgemeinen nicht angewandt werden.
Bislang wurden für die kommerzielle Erzeugung von Biomasse Arbeitsweisen, im folgenden als vorbekannte Arbeitsweisen bezeichnet, angewandt, die die Verwendung eines Fermentators mit pneumatischer Förderung ('air-lift' fermenter) eines Druckzyklus-Fermentators oder eines Rührtankreaktors umfassen. Im allgemeinen wurde eine Arbeitsweise unter Anwendung eines Rührtankreaktors bevorzugt, da bei dieser Arbeitsweise ein stationärer Zustand leicht erreicht und beibehalten wird. Bei dem Rührtankprozeß wird eine kontinuierliche Strömung einer Lösung oder einer Suspension von biologisch abbaubarem, organischem Material, welche alle erforderlichen Salze und stickstoffhaltigen Substanzen, die zur Förderung des Wachstums der Mikroorganismen erforderlich sind, in einen Behälter geführt, welcher einen Mikroorganismus enthält, der in zufriedenstellender Weise auf dem biologisch abbaubarem Material leben kann, es wird Luft in die Lösung oder Suspension eingeführt, und der Inhalt des Tanks wird gründlich mit Hilfe eines kraftangetriebenen Rührers vermischt. Im Verlauf der Behandlung entfernt der Mikroorganismus wenigstens den größeren Anteil des biologisch abbaubaren, organischen Materials, und - da der Mikroorganismus kontinuierlich wächst - wird ein Überschuß an Mikroorganismus kontinuierlich gebildet und der Überschuß wird mit der den Tank verlassenden Flüssigkeit abgegeben. Dieser abgagegebene Mikroorganismus oder die Biomasse kann abgetrennt werden, und nach weiterer Behandlung kann sie als Tierfuttermittel verwendet werden.
Gegenüber diesen vorbekannten Arbeitsweisen weist die Erfindung jedoch Vorteile auf, auf die im folgenden eingegangen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von biologisch abbaubarem, organischem Material, bei welchem ein das Material enthaltende, flüssige Medium zu einer nach oben gerichteten Strömung durch eine aufrechte Arbeitskammer, die ein Höhen-Seiten-Verhältnis von nicht weniger als 3:1 besitzt, gebracht wird und flockenartiger Mikroorganismus, der zum Verdauen wenigstens eines Teiles des biologisch abbaubaren, organischen Materials in der Lage ist, in der Arbeitskammer wachsen gelassen wird und Sauerstoff enthaltendes Gas in die Kammer zur Ermöglichung des Wachstums des Mikroorganismus eingeführt wird, zeichnet sich dadurch aus, daß der Mikroorganismus überwiegend flockenartig innerhalb der Kammer ist, und daß das erhaltene Gemisch von behandeltem Medium, Gas und überschüssigem Mikroorganismus durch einen gemeinsamen Auslaß im Oberteil der Kammer herausgeführt wird.
Ein wesentlicher Punkt, in welchem sich das erfindungsgemäße Verfahren von den bislang versuchten Turmfermentationsprozessen unterscheidet, liegt darin, daß das behandelte Medium, überschüssiger Mikroorganismus (Biomasse), der/die durch Wachstum in der Kammer gebildet wurde, und alle anderen flüssigen oder festen Substanzen, welche durch den Prozeß gebildet werden oder aus den Ausgangsmaterialien als Rückstand zurückbleiben, durch den gleichen Auslaß wie das Gas abgegeben werden.
Dieses Gemisch aus Gas/Flüssigkeit/Feststoff, das im folgenden als "Reaktionsprodukt" bezeichnet wird, wird vorzugsweise ganz im oberen Teil oder in der Nähe hiervon abgegeben. Der obere Teil der Kammer besitzt vorzugsweise eine nach oben ver-Jüngende Gestalt, z.B. die Gestalt eines abgestumpften Kegels oder kuppelförmige Gestalt, wobei der Auslaß für das Reaktionsprodukt sich am Scheitelpunkt befindet. Es wurde gefunden, daß eine solche Gestalt das Blockieren des Auslasses durch die Feststoffe in dem Reaktionsprodukt verhindert oder vermindert und zu der vorteilhaften Kinetik des Verfahrens beiträgt. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht in der Abgabe des Reaktionsproduktes durch einen Auslaß, der im wesentlichen in Form eines umgedrehten U gestaltet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Schäumen kein Problem; ganz im Gegenteil kann es sogar vorteilhaft sein.
Es wurde gefunden, daß das Gas als pneumatische Pumpe für die Feststoffe und die Flüssigkeiten in dem Reaktionsprodukt wirkt, wodurch sie durch den Auslaß nach oben gehoben werden. Bei niedrigen Verdünnungsraten entsprechend der im folgenden gegebenen Definition besteht die Neigung, daß relativ große Mengen von schaumartiger Flüssigkeit intermittierend abgegeben werden, so daß der Pegel der Flüssigkeit in der Kammer intermittierend unter den Oberteil der Kammer unter Zurücklassen eines mit Gas gefüllten Raumes abfallen kann. Obwohl ein etwas ähnlicher Prozeß bei hohen Verdünnungsraten auftritt, tritt die Abgabe häufiger auf und das Volumen des mit Gas gefüllten Raumes wird reduziert. Tatsächlich kann der Flüssigkeitspegel in den unteren Teil des Auslaßrohres reichen, so daß kein mit Gas gefüllter Raum in der Kammer selbst zurückgelassen wird. Unter Verdünnungsrate ist das Verhältnis von (A) dem Volumen des flüssigen, das biologisch abbaubare Material und beliebige die Vermehrung der Mikroorganismen ermöglichende Hilfssubstanzen enthaltenden Mediums, das in die Arbeitskammer pro Stunde eingeführt wird, zu (B) dem Volumen von Flüssigkeit in der Arbeitskammer zu verstehen.
Das in die Arbeitskammer eingeführte Gas kann nur aus Sauerstoff oder aus einem Gemisch von Sauerstoff und irgendeinem anderen Gas bestehen, wobei dieses andere Gas normalerweise keine Rolle bei den in der Arbeitskammer auftretenden, chemischen Reaktionen spielt. Insbesondere kann Luft die Quelle für Sauerstoff bilden. In der Praxis wurde gefunden, daß die Verwendung von Sauerstoff alleine im allgemeinen weniger wirksam und weniger wirtschaftlich ist als die Verwendung von Luft, da es oftmals vorkommt, daß bei Ersatz der Luft durch Sauerstoff die erforderliche Sauerstoffmenge etwa die Hälfte der erforderlichen Luftmenge beträgt, obwohl nur etwa ein Fünftel der Luft aus Sauerstoff besteht. Es wird angenommen, daß der Grund für die Verbesserung, welche bei der Verwendung eines Gemisches von Sauerstoff und einem anderen Gas auftritt, der folgende ist: für ein vorgegebenes Volumen von Sauerstoff, das pro Einheitszeit in die Arbeitskammer eingeführt wird, ist das Gesamtvolumen an pro Einheitszeit eingeführtem Gas größer. Das Gas bildet Bläschen in der Flüssigkeit und reduziert daher die scheinbare Dichte der flüssigen Inhalte in der Arbeitskammer. Dies führt wiederum zu einem stärkeren Unterschied zwischen der Dichte der Flocken des Mikroorganismus und der tatsächlichen Dichte des die Flocken umgebenden Mediums, so daß der Schwerkrafteffekt auf die Flocken erhöht wird, wodurch ihre Retention in der Kammer gefördert wird.
Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung eines Gemisches von Sauerstoff und einem anderen Gas liegt darin, daß die Zunahme des Volumens des in die Kammer pro Einheitszeit eingeführten Gases eine Verbesserung der Zirkulation des Inhaltes in der Kammer und damit der Wirksamkeit der Reaktion mit sich bringt.
Da das Gas die Neigung besitzt, durch die Flüssigkeit in der Kammer nach oben zu steigen und da es vorteilhaft ist, wenn der ganze Inhalt der Kammer in angemessener Weise mit Sauerstoff versorgt wird, wird es bevorzugt, das Gas am Unterteil der Kammer oder in der Näher hiervon einzuführen. Es ist vorteilhaft, wenn das Gas durch die Flüssigkeit in Form von kleinen Bläschen verteilt wird, sowohl aus den zuvor angegebenen Gründen als auch zur Förderung einer raschen Auflösung des Sauerstoffs. Daher wird es bevorzugt, das Gas nicht durch eine einzige Düse oder Öffnung einzuführen, sondern das Gas durch eine Verteilungseinrichtung einzufiihren, welche die Ausbildung der gewünschten kleinen Bläschen bewirkt. Bei einer vorteilhaften Konstruktion wird das Gas durch eine perforierte Platte im Unterteil der Arbeitskammer durchgeleitet, wobei die Flüssigkeit oberhalb der Platte zurückbleibt und nicht nach unten durch diese durchtreten gelassen wird. Wenn die Kammer nicht groß ist, kann die Platte geeigneterweise eine gesinterte Glasscheibe umfassen. Eine Scheibe aus gesintertem Glas kann Jedoch nur unzureichende Festigkeit besitzen, um das Gewicht von Flüssigkeit in einer großen Kammer zu tragen, so daß in diesem Fall eine Metall- oder Kunststoffplatte mit einzeln geformten Löchern verwendet werden kann.
Falls das Gas mit einer zu geringen Geschwindigkeit eingeführt wird, wird das Wachstum der Mikroorganismen wegen des Fehlens von Sauerstoff inhibiert und der Prozeß kann nicht in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden. Falls mehr Sauerstoff als durch den Mikroorganismus erforderlich eingeführt wird, steigt die Menge an in der Flüssigkeit aufgelöstem Sauerstoff beträchtlich an. Daher ist es relativ einfach, Sauerstoff mit einer zu hohen Geschwindigkeit einzuführen und dann die Strömungsgeschwindigkeit so zu reduzieren, bis die Menge an aufgelöstem Sauerstoff plötzlich bis auf nahe Null, Jedoch nicht bis auf Null abfällt. Dies ist die bevorzugt angewandte Geschwindigkeit.
Ein geeignetes Maß der Geschwindigkeit der Einführung von Gas in die Arbeitskammer wird bei der vorliegenden Erfindung als die Oberflächen-Gas geschwindigkeit bezeichnet. Dies ist das pro Einheitszeit eingeführte Volumen an Gas, dividiert durch die Duersclmittsfläche der Arbeitskammer. Es wurde experimentell gefunden, daß bei einem beliebigen, vorgegebenen Systemtyp die bevorzugte Oberflächen-Gasgeschwindigkeit praktisch konstant bleibt und unabhängig von dem Volumen der Kammer ist.
Für Luft liegt dieser Wert vorzugsweise zwischen 1 und 10 cm.
sec 1, ein typischer Wert für eine kleine Arbeitskammer ist 2 cm.sec 1. Im allgemeinen wurde gefunden, daß höhere Werte bei Arbeitskammern mit größeren Volumina verwendet werden können. Wenn die Oberflächen-Gasgeschwindigkeit bis auf einen bestimmten Maximalwert ansteigt, wird das System instabil und hört auf, in zufriedenstellender Weise zu arbeiten. Dieser Maximalwert steigt mit zunehmendem Volumen der Arbeitskammer an.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Mikroorganismen müssen flockig sein, d.h. bei Pilzen annähernd sphärische Kolonien der Hyphen bilden und bei Hefen annähernd sphärische bzw. kugelförmige Aggregate von Zellen bilden. Es wurde gefunden, daß die Flocken des Mikroorganismus im allgemeinen die Neigung zur Entwicklung aus Einzelzellen oder kleinen Zusammenballungen von Zellen besitzen und zur Bildung von Flocken in Form von Pellets oder Granulen führen, deren Oberfläche glatt erscheinen oder so aussehen, als ob sie nach aussen sich erstreckende Fäden oder HyDhen besitzen. Unabhängig von dem Aussehen besitzen die Flocken die Neigung, gegebenenfalls unter Bildung von Einzelzellen oder von Anhäufungen aufzubrechen, wovon jede die Basis für eine neue Flocke bilden kann. Es wurde gefunden, daß die Morphologie der Mikroorganismen in einfacher Weise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kontrolliert werden kann, und daß üblicherweise keine sDeziellen Bedingungen erforderlich sind. Gegebenenfalls kann die Flockenbildung durch bekannte Mittel wie die Anwesenheit von ausflockenden Mitteln, z.B. von Aluminiumchlorid oder Kalziumchlorid für einige Hefen, gefördert werden. Wegen der Leichtigkeit der morphologischen Kontrolle bzw. Steuerung besitzt das Verfahren eine hohe Wirksamkeit in einem breiten Bereich von Konzentrationen von biologisch abbaubaren Lösungen oder Suspensionen und von Durchsatzgeschwindigkeiten.
Der Mikroorganismus ist in der gesamten Arbeltskammer überwiegend flockenartig. Der Hauptanteil des Mikroorganismus sollte in Flockenform vorliegen, und vorteilhafterweise liegen wenigstens etwa 75 ß und vorzugsweise eine möglichst hohe Menge des Mikroorganismus in Flockenform vor. Dies steht im Gegensatz zu den Verhältnissen bei Rührtankverfahren, bei welchem das Rühren durch den Rührer das Aufbrechen der Flocken zumindest in der Nachbarschaft der Rührerblätter bewirken kann.
Eine typische Flockengröße kann von 0,5 bis 20 mm betragen, insbesondere 2 bis 10 mm. Große Flocken werden bevorzugt, um ihr vorzeitiges Herauswaschen oder Herausfördern aus der Kammer zu verhindern.
Der Mikroorganismus kann eine einzige Art oder ein Gemisch von zwei oder mehr Arten sein. Vorzugsweise liegt nur eine Art von Mikroorganismus in der Arbeitskammer vor. Der Mikroorganismus ernährt sich von den biologisch abbaubaren Nährstoffen und metabolisiert sie in eine proteinhaltige Biomasse um. Geeignete Mikroorganismen, welche zu den zu behandelnden, besonderen, biologisch abbaubaren Materialien passen, können in einfacher Weise durch Experiment gefunden werden. Flockenartige Hefen können verwendet werden, jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders bei Verwendung von fadenförmigen Pilzen vorteilhaft. Ein typisches Beispiel für einen fadenförmigen Pilz ist Aspergillus niger. Obwohl jedoch A. niger leicht Zucker abbaut, baut er langkettige Kohlehydrate wie Stärke oder zelluloseartige Materialien oder proteinhaltige Materialien nicht leicht ab. Andere Mikroorganismen sind jedoch in der Lage, wenigstens einige der langkettigen Kohlehydrate abzubauen, wobei ein typischer Mikroorganismus diese Art Trichoderma viride ist.
Stämme von besonders für bestimmte Materialien geeignete Mikroorganismen können als Ergebnis von Versuchen ausgewählt werden.
Andere fadenförmige Pilze, die verwendet werden können, sind Sporotrichum thermopile, Penicillium roquefortii, Geotrichum candidum, Rhizopus spp., Mucor spp. und Fusarium spp.. Zu den flockenartigen Hefen, die verwendet werden können, gehören Saccbaromyces cerevisiae NCYC 1026 und Saccharomyces oarlsbergensis (uvarum).
Es wird angenommen, daß bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Anteil von Flocken zu Einzelzellen und kleinen Anhäufungen von Zellen (Zellklustern) größer in der Arbeitskammer als in der aus der Arbeitskanuner ausgegebenen Biomasse ist. Die Flocken der Mikroorganismen besitzen daher die Neigung, in der Arbeitskammer zurückgehalten zu werden, es wird angenommen, daß dies dem Einfluß der Schwerkraft zuzuschreiben ist, obwohl die Konzentration an Mikroorganismus zwischen einem Teil der Arbeitskammer und einem anderen Teil nicht in irgendeinem beträchtlichen ausmaß variieren kann, und tatsächlich bewirkt die Turbulenz in der Kammer, die aus dem Durchschicken des Gases hierdurch herrührt, ein ausreichendes Rühren des Kammerinhaltes, so daß die Inhalte praktisch gleichförmig durch die gesamte Kammer verteilt werden. Es wurde gefunden, daß bei bestimmten Umständen, z.B. bei relativ großen Arbeitskammern, die Konzentration an Mikroorganismus von einer Stelle zu einer anderen Stelle in der Kammer variieren kann, sobald jedoch einmal ein stabiler Zustand erreicht ist, besitzt die Konzentration an einer beliebigen Stelle die Neigung, praktisch konstant zu bleiben, selbst wenn die Stärke der Lösung oder Suspension an biologisch abbaubarem Material variiert.
Eine weitere Erscheinung, welche beobachtet wurde, ist die Neigung der Mikroorganismen, insbesondere der fadenförmigen Mikroorganismen, irgendwelche unlöslichen Teilchen einzufangen, welche nicht abgebaut werden können, und diese mitzuführen, wenn sie die Arbeitskammer verlassen. Dies führt zu einer Verhinderung irgendeines Aufbaues oder einer Anhäufung solcher Teilchen in der Arbeitskammer.
Das biologisch abbaubare Material, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden kann, kann beispielsweise aus den Abwässern aus folgenden Arten von nahrungsmittelverarbeitenden Anlagen bestehen oder hierauf basieren: Milchverarbeitungsanlagen; Käseherstellungsanlagen; Anlagen zur Verarbeitung von Kartoffeln wie bei der Herstellung von Kartoffel-Knusperprodukten und anderen Produkten auf Kartoffelbasis; Anlagen zur Verarbeitung anderer stärkehaltiger Pflanzen wie bei der Herstellung von Konfekt oder Süßwaren; Anlagen zur Verarbeitung von Bohnen oder Erbsen wie bei dem Eindosen solcher Pflanzen bzw. Gemüse; Anlagen zur Herstellung von Palmöl sowie zuckerverarbeitenden Anlagen, z.B. bei Anlagen zur Herstellung von Konfekt, Mineralwasser und Karamel. Die Erfindung kann ebenfalls zur Behandlung von Abwässern aus Fermentationsanlagen eingesetzt werden, z.B. von organische Säuren wie Citronensäure und Essigsäure enthaltenden Abfällen. Alternativ können biologisch abbaubare Lösungen und Suspensionen zur Behandlung nach dem Verfahren speziell hergestellt werden. Das flüssige Medium ist üblicherweise Wasser.
Zur Ermöglichung der Vermehrung des Mikroorganismus muß dieser ebenfalls mit relativ kleinen Mengen von Stickstoff enthaltenden Substanzen und noch geringeren Mengen von bestimmten Salzen versorgt werden. Die Art dieser Substanzen und Salze ist auf dem Fachgebiet an sich bekannt. Geeignete Substanzen können von Beginn an in der zu behandelnden Lösung oder Suspension vorliegen, besonders falls diese ein abgegebenes Material aus bestimmten Typen von lebensmittelverarbeitenden Anlagen enthält, falls jedoch einige oder alle dieser Substanzen fehlen, müssen sie für den Mikroorganismus verfügbar gemacht werden.
Vorzugsweise werden sie zu der Lösung oder Suspension vor der Durchführung der Behandlung zugesetzt, obwohl zumindest in der Theorie sie zu dem der Behandlung unterworfenen Material zugesetzt werden können. Aus Gründen der Einfachheit wird die Lösung oder Suspension zusammen mit den erforderlichen, stickstoffhaltigen Substanzen und Salzen der zuvor beschriebenen Art im folgenden als "Startmaterial" bezeichnet. Für den zufriedenstellenden Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte das Startmaterial rein sein, zumindest in dem Sinne, daß es nicht signifikant mit giftigen Substanzen verunreinigt ist und keinen hohen Anteil von verunreinigenden Mikroorganismen enthält.
Normalerweise besteht Jedoch keine Notwendigkeit zur Sterilisation des Startmaterials, da gefunden wurde, daß beliebige in die Arbeitskammer mit dem Startmaterial eingeführte Fremdmikroorganismen nicht in der Lage sind, mit dem ausgewählten Mikroorganismus in Konkurrenz zu treten, und daß sie aus der Kammer ausgewaschen bzw. ausgetragen werden, bevor sie die Möglichkeit hatten, sich hierin festzusetzen. Dieser Effekt ist besonders bei hohen Verdünnungsraten merklich. Wenn Fadenpilze verwendet werden, besitzt der pH-Wert die Neigung zu einem beträchtlichen Abfall als Folge der Erzeugung von Säuren während des Wachstums bzw. der Vermehrung der Pilze und diese zunehmende Acidität bewirkt die Inhibierung des Wachstums bzw. der Vermehrung von in Konkurrenz tretenden Mikroorganismen wie Hefen und Bakterien. Bei der Anwendung der vorbekannten Arbeitsweisen ist es normalerweise dagegen erforderlich, das Startmaterial zu sterilisieren, um den Eintritt von nicht erwünschten Mikroorganismen in die Arbeitskammer und das Wachstum bzw. die Vermehrung hiervon in Konkurrenz mit dem ausgewählten Mikroorganismus zu verhindern.
Weiterhin wurde gefunden, daß nach Erreichung eines stabilen Zustandes bzw. Gleichgewichtszustandes bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Unterbrechung der Versorgung des Startmaterials für eine bestimmte Zeitspanne der Mikroorganismus in der Arbeitskammer weiterlebt und daß das Verfahren in zufriedenstellender Weise wieder gestartet werden kann, ohne daß spezielle Schritte unternommen werden müßten. Beispielsweise kann der Prozeß normalerweise ohne Schwierigkeit wieder gestartet werden, falls kein Startmaterial für 48 oder 60 Stunden eingeführt wird, wie dies der Fall bei der Anwendung zur Behandlung von abgegebenen Produkten oder Abwässern aus einer Fabrik, die an Samstagen und Sonntagen geschlossen ist, sein kann. Während dieser Zeitspanne findet keine Strömung von Flüssigkeit durch die Arbeitskammer statt, und beliebige hierin vorliegende Fremdmikroorganismen sind in der Lage, zu wachsen und sich zu vermehren und sich in viel größeren Konzentrationen aufzubauen als im Fall des normalen Betriebes des Verfahrens. Dennoch wurde allgemein gefunden, daß bei dem Wiederstarten des Verfahrens die Fremdmikroorganismen sehr rasch herausgewaschen bzw. herausgetragen werden, und daß das Verfahren einen stabilen Zustand wieder annimmt, der dem ursprünglictien stabilen Zustand bzw. Gleichgewichts zustand entspricht.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, insbesondere wenn ein fadenartiger Dilz als Mikroorganismus verwendet wird, einen solchen Zustand zu erreichen, daß, falls die Verdünnungsrate alleine allmählich erhöht wird, die Konzentration des Mikroorganismus in der Arbeitskammer stetig abnimmt.
Das Verfahren ist beim Betrieb in diesem Zustand sehr leistungsfähig. Die Bestimmung, ob eine besondere Verfahrensweise in diesem Zustand betrieben wird, ist einfach durch Messung der Konzentration des Mikroorganismus in der Kammer für verschiedene Verdünnungsraten, bei denen ein stabiler Zustand in Jedem Fall erreicht worden ist, möglich.
Dieser Zustand tritt nicht auf, wenn als Riihrtankprozesse bezeichnete Prozesse angewandt werden. Falls die Konzentration des biologisch abbaubaren Materials in dem in den Tank, d.h.
die Arbeitskammer, bei konstanter Verdünnungsrate zugeführten Startmaterial erhöht wird, bis die Konzentration an Mikroorganismus in dem Tank nicht mehr durch irgendeine weitere Erhöhung der Konzentration an biologisch abbaubarem Material erhöht werden kann, und dann die Verdünnungsrate allmählich erhöht wird, wurde gefunden, daß die Konzentration an Mikroorganismus in den Tank zu Beginn praktisch unverändert bleibt, und daß, wenn eine bestimmte kritische Verdünnungsrate erreicht wird, die Konzentration an Mikroorganismus scharf abnimmt, da der Mikroorganismus plötzlich nicht mehr in der Iage ist, den Strömungskräften zu widerstehen, so daß der überwiegende Anteil hiervon plötzlich aus dem Tank herausgewaschen wird und der Prozeß das durch aufhört,brauchbar zu sein.
Diese kritische Verdünnungsrate hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, wobei ein wichtiger Faktor der Typ des verwendeten Mikroorganismus ist, Jedoch liegt die kritische Verdtlnnungs rate für den Rührtankprozeß typischerweise im Bereich von 0,1 bis 0,5 h 1. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls kritische Verdünnungsraten aufweist, treten diese im allgemeinen nach der stetigen Abnahme an Mikroorganismuskonzentra tion, wie sie zuvor beschrieben wurde, auf, und im allgemeinen liegen sie wesentlich höher als diejenigen beim Rührtankprozeß. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren bei Verdünnungsraten bis zu etwa 7 h 1 betrieben werden.
Weiterhin wurde im Gegensatz zu dem Rührtankorozeß und ähnlichen Prozessen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gefunden, daß die Konzentration an Mikroorganismus in der Arbeitskammer, zumindest wenn die Konzentration an biologisch abbaubarem Material im Startmaterial im normalen Bereich liegt, während einer Veränderung der Verdünnungsrate und möglicherweise der Zusammensetzung des Startmaterials nicht in einem wesentlichen Ausmaß mit der Veränderung der Konzentration des biologisch abbaubaren Materials in dem Startmaterial, d.h. der Stärke des Startmaterials, variiert. Falls die Stärke des Startmaterials auf einen sehr niedrigen Wert herabgesetzt wird, kommt hier offensichtlich ein Zeitpunkt, bei welchem nicht mehr ausreichend biologisch abbaubares Material in dem Startmaterial vorliegt, damit das stetige und kontinuierliche Wachstum von Mikroorganismen in der Arbeitskammer aufrechterhalten werden kann, und das Verfahren hört auf, in wirksamer Weise zu arbeiten. Bei geringen Stärken des Startmaterials und bei einer vorgegebenen Verdünnungsrate kann der Mikroorganismus in der Arbeitskammer wachsen, Jedoch kann sein Wachstum so gering sein, daß nur ein sehr geringer überschub an Mikroorganismen gebildet wird. Wenn die Stärke des Startmaterials weiter erhöht wird, und die Verdünnungsrate die gleiche bleibt, nimmt das Wachstum des Mikroorganismus zu, wenn Jedoch die Konzentration an Mikroorganismen in der Arbeitskammer konstant bleibt, liefert das Verfahren Biomasse mit steigender Rate. Wenn die Stärke des Startmaterials einen bestimmten Wert für diese gleiche Verdünnungsrate übersteigt, erreicht die Produktion an Biomasse einen Maximalwert und überschüssiges, biologisch abbaubares Material wird mit dem Produkt abgegeben.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde im allgemeinen gefunden, daß diese maximale Produktivität stetig mit zunehmender Verdünnungsrate ansteigt, bis bei hohen Verdünnungsraten, z.B. wenigstens 3 h 1, der Beginn des Auswaschens des Mikroorganismus aus der Kammer auftritt. Dies steht im Gegensatz zum Rührtankprozeß, bei welchem, obwohl die Produktivität sehr viel rascher mit zunehmender Verdünnungsrate bis zum Erreichen eines Maximalwertes ansteigt, dann anschließend die Produktivität rasch auf einen sehr geringen Wert abfällt, wobei dies bei der kritischen Verdünnungsrate auftritt, einer.
Rate, welche im allgemeinen sehr viel niedriger als die kritische Verdünnungsrate des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung sind typische Kurven wiedergegeben, die zur Erläuterung einiger der Unterschiede zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem Rührtankprozeß dienen sollen. Bei Jedem Diagramm der Fig. 1 und 2 sind die Maßstäbe linear und beginnen bei Null. In Jedem Diagramm stellt die Abszisse ein Maß der Verdünnungsrate dar, wobei der Maßstab in beiden Fällen derselbe ist. In der Fig. 1 ist die Ordinate ein Maß für die Konzentration an Mikroorganismus für jede vorgegebene Verdünnungsrate, während in der Fig. 2 die Ordinate ein Maß für die maximale Produktivität bei jeder vorgegebenen Verdünnungsrate ist. In Jeder Figur gibt die ausgezogene Kurve ein typisches, erfindungsgemäßes Verfahren wieder, während die gestrichelte Kurve einen typischen Rührtankprozeß wiedergibt.
Die Fig. 1 zeigt die Art und Weise, in welcher die Mikroorganismuskonzentration bei einem stabilen Zustand in der Arbeitskammer stetig mit zunehmender Verdünnungsrate bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abnimmt, und sie erläutert die Tatsache, daß die maximale Konzentration an Mikroorganismus in dem Tank beim Rührtankprozeß sehr wohl über einen Bereich von Verdünnungsraten beträchtlich höher als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sein kann. Es ist jedoch ersichtlich, daß die maximale Konzentration an Mikroorganismus beim Rührtankprozeß mit der Stärke des Ausgangsmaterials variiert, so daß die gestrichelte Linie lediglich die Werte für eine vorgegebene Stärke darstellt. In gleicher Weise zeigt die Fig. 2, daß die Produktivität beim Rührtankprozeß größer als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in diesem Bereich ist. Daher kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, den Rührtankprozeß anzuwenden, wenn die Verdünnungsrate innerhalb des geeigneten Bereiches liegt.
Im Hinblick darauf, daß die maximale Produktivität mit zunehmender Verdünnungsrate ansteigt und weitere Vorteile bei hohen Verdünnungsraten gegeben sind, ist es normalerweise erwünscht, das erfindungsgemäße Verfahren bei relativ hoher Verdünnungsrate zu betreiben. Dies bedeutet, daß die Mikroorganismuskonzentration in der Arbeitskammer relativ gering ist, und daß die Stärke des Startmaterials entsprechend niedrig sein muß. Falls das Verfahren zur Behandlung eines relativ starken Startmaterials angewandt wird, kann es daher vorteilhaft sein, dieses vor der Behandlung zu verdünnen.
Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders zur Behandlung von verdünntem Startmaterial geeignet, z.B. von Lösungen oder Suspensionen, welche von 0,1 bis 20 g.l 1 an biologisch abbaubarem Material enthalten. Vorzugsweise enthält das Startmaterial wenigstens 0,5 und insbesondere von 1 bis 10 g.l 1 an biologisch abbaubarem Material. Jedoch können auch höhere Konzentrationen, z.B. von 100 g.l 1, gegebenenfalls in einigen Fällen eingesetzt werden.
Bei der Durchführung des Verfahrens ist die tatsächliche Geschwindigkeit des durch die Arbeitskammer strömenden Startmaterials relativ niedrig. Aus diesem Grunde ist es nicht unbedingt erforderlich, daß das Startmaterial zu der Arbeitskammer kontinuierlich und mit konstanter Rate zugeführt wird.
Das Material kann tatsächlich intermittierend, d.h. halbkontinuierlich, oder mit nicht konstanter Rate oder einer Kombination beider Möglichkeiten zugeliefert werden, vorausgesetzt, daß die Art und Weise, in welcher das System arbeitet, sich nicht signifikant von der Art und Weise unterscheidet, in welcher es bei kontinuierlicher und mit konstanter Rate erfolgender Zuführung von Material arbeitet.
Obwohl das Startmaterial üblicherweise in die Arbeitskammer am unteren Ende oder in der Nähe hiervon eingeführt wird, ist eine solche Anordnung nicht unbedingt notwendig. Beispielsweise kann das Startmaterial in der unteren Hälfte der Arbeitskammer eingeführt werden. Der wesentlichste Faktor bei der Bestimmung der Stelle, an welcher das Startmaterial eingeführt wird, ist die Notwendigkeit zur Sicherstellung einer angemessenen Zirkulation von Material in der Kammer und der Vermeidung von Orten, an denen das Material für eine viel längere Zeitspanne als die Durchschnittsperiode verweilen könnte.
Falls die Konzentration an biologisch abbaubarem, organischem Material in dem Startmaterial erhöht werden soll, wird das Verfahren vorzugsweise in einer solchen Art und Weise betrieben, daß bei Konstanthaltung anderer Faktoren ein Überschuß an biologisch abbaubarem Material vorliegt, der mit dem Produkt abgegeben wird. Obwohl es üblicherweise vorteilhaft ist, das Verfahren so auszubilden, daß es in einer solchen Art und Weise arbeitet, daß nur wenig oder gar kein biologisch abbaubares Material mit dem Produkt abgegeben wird, ist dies nicht unbedingt erforderlich, und es kann in manchen Fällen vorteilhaft sein, daß eine solche Abgabe erfolgt. In einem solchen Fall kann das aus der Arbeitskammer abgegebene Produkt als Startmaterial oder als Ausgangsstoff für das Startmaterial eines nachfolgenden Prozesses entweder der gleichen Art oder einer beliebigen anderen Art, z.B. einer der vorbekannten Arbeitsweisen, verwendet werden. In gleicher Weise kann das Startmaterial für das erfindnngsgemäße Verfahren Material enthalten, das aus einem anderen Behandlungsprozeß abgegeben wurde.
Wie bereits zuvor beschrieben, sollte die trbeitskammer ein Höhen-Seiten-Verhältnis von nicht weniger als 3:1 aufweisen. Der Ausdruck "Höhen-Seiten-Verhältnis", wie er hier verwendet wird, ist das Verhältnis der Höhe der Kammer zu dem Durchmesser der Kammer, wenn die Kammer die Gestalt eines aufrechten, kreisförmigen Zylinders besitzt. Wenn die Arbeitskammer irgendeine andere Gestalt besitzt, ist das Höhen-Seiten-Verhältnis der Kammer das gleiche wie dasjenige einer Kammer, welche die Gestalt eines regulären, kreisförmigen Zylinders besitzt und in äquivalenter Weise betrieben wird. Dies ermöglicht es, in einfacher Weise das Höhen-Seiten-Verhältnis einer nicht zylindrischen Arbeitskammer durch Experiment zu bestimmen.
Das Höhen-Seiten-Verhältnis der Arbeitskammer sollte nicht geringer als 3:1 sein, da das Verfahren unterhalb eines solchen Wertes normalerweise nicht arbeitet und die Neigung zur Ähnlichkeit mit dem Rührtankprozeß besteht, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Maximalkonzentration an Mikroorganismus praktisch unabhängig von der Verdünnungsrate ist, bis die kritische Verdünnungsrate erreicht wird. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Höhen-Seiten-Verhältnis vorzugsweise nicht geringer als 5:1, und ein bevorzugter Bereich beträgt von 7:1 bis 15:1. Der am meisten bevorzugte Bereich beträgt von 10:1 bis 12: enn das Höhen-Seiten-Verhältnis oberhalb von etwa 15:1 liegt, beginnt die Arbeitskammer das Aussehen eines Rohres anzunehmen, und hier besteht die Gefahr, daß der Mikroorganismus aus der Kammer bei niedrigen Verdünnungsraten ausgewaschen wird. Diese Situation ist jedoch von derjenigen, welche bei dem Rührtankprozeß auftritt, dadurch verschieden, daß bis zum Auftreten des Herauswaschens die Konzentration an Mikroorganismus in der Arbeitskammer stetig mit zunehmender Verdünnungsrate abnimmt.
Die Größe der Çrbeitskammer hängt von dem pro Einheitszeit zu behandelnden Volumen an Startmaterial und von der Stärke des Startmaterials ab. Wie zuvor erläutert, bestimmt die Stärke des Startmaterials die maximale Verdünnungsrate, die angewandt werden kann, falls ein Minimalwert an mit dem Produkt abgegebenem, biologisch abbaubarem, organischem Material gegeben ist, und die maximale Verdünnungsrate, zusammen mit dem pro Einheitszeit zu behandelnden Volumen an Startmaterial bestimmt wiederum das Volumen der Arbeitskammer. Da es oft vorteilhaft ist, das Verfahren bei relativ hohen Verdünnungsraten zu betreiben, muß die Arbeitskammer nicht groß sein.
Darüber hinaus ist ein Rühren oder Inbewegunghalten mittels mechanischer Rühreinrichtungen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gegensatz zu dem Rührtankprozeß nicht erwünscht, so daß die Kosten des Betriebs herabgesetzt und die Zuverlässigkeit erhöht werden.
Darüber hinaus kann eine gewisse Rückmischung vorteilhaft sein, und daher ist die Anwesenheit von Prallblechen und perforierten Blechen in der Arbeitskammer nicht erforderlich, dies steht im Gegensatz zu anderen Turmfermentationsprozessen.
Eine typische Vorrichtung zur Anwendung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schematisch in der Fig.3 dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter 10, dessen größerer Teil des Innenraumes die Arbeitskammer 11 darstellt, wobei die Arbeitskammer die Gestalt eines geraden, kreisförmigen Zylinders mit senkrechter Achse besitzt. Die untere Grenze der Arbeitskammer wird durch eine perforierte Platte 12 nahe dem unteren Ende des Behälters bestimmt, wobei diese Platte bzw. dieses Blech zur Verteilung der Luft aus einem Lufteinlaß 13 am unteren Ende des Behälters dient. Das Startmaterial wird durch einen Einlaß 14 in einem geringen Abstand oberhalb der Platte eingeführt. Der Oberteil der Kammer 15 ist gewölbt und an seinem obersten Punkt ist er mit einem Auslaßrohr 16 in Gestalt eines umgekehrten U aus den zuvor beschriebenen Gründen verbunden. Ein Wassermantel 17 erlaubt es, erwärmtes oder gekühltes Wasser rings um den Behälter strömen zu lassen, um das Halten des Inhalts auf den gewünschten Temperaturen zu unterstützen. Verschiedene zusätzliche Hilfseinrichtungen sind ebenfalls dargestellt, nämlich eine untere Probenöffnung 18, ein Thermometer 19, ein Thermistor 20, eine Sonde 21 zur Messung der Konzentration an in der Flüssigkeit in der Kammer aufgelöstem Sauerstoff, eine pH-Sonde 22, eine obere Probenöffnung 23, eine Öffnung 24, durch welche Material in die Arbeitskammer eingeführt werden kann, und eine pH-Bezugssonde 25.
Der Behälter kann aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, z.B. kann er aus Kunststoffmaterial bestehen. Es wurde gefunden, daß der Inhalt der Xrbeitskammer für gewöhnlich sauer wird, und-daß er einen so niedrigen pH-Wert wie 1,5 erreichen kann. Die Auskleidung des Behälters muß daher so ausgewählt werden, daß sie durch solche sauren Bedingungen nicht beschädigt wird. Falls es als vorteilhaft angesehen wird ~kann das aus dem Behälter austretende Produkt mit Kalk oder in irgendeiner anderen Weise behandelt werden, so daß es neutralisiert wird oder weniger sauer gemacht wird.
Jedoch ist eine solche Behandlung normalerweise nicht erforderlich.
In Abhängigkeit von der Art des Startmaterials und solcher Faktoren wie den wahrscheinlichen Änderungen seiner Stärke im Verlauf der Zeit kann das erfindungsgemäße Verfahren entweder nur alleine oder in Kombination mit anderen Prozessen durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein relativ starkes Abwasser bzw. Abfallmaterial oder dgl. zuerst mittels des Rührtankprozesses behandelt werden, Jedoch in einer solchen Weise, daß einige Zucker oder Substanzen auf Zuckerbasis mit dem Produkt abgegeben werden, und nach dem Abtrennen von Biomasse kann das Produkt dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. Alternativ kann Jedoch ebenso gut die erste der beiden Behandlungsstufen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen. Es kann auch vorteilhaft sein, das erfindungsgemäße Verfahren als Vorstufe bei einem existierenden Behandlungssystem einzusetzen. Es kann beispielsweise vorkommen, daß eine nahrungsmittelherstellende Fabrik bereits ihr eigenes Abwasserbehandiungssystem besitzt. Falls die Fabrik dann vergrößert wird, können die Abwässer das vorhandene Abwasserbehandlungssyatem überfordern. Zur Vermeidung der Notwendigkeit, ein weiteres System parallel zu dem bereits existierenden System anzufügen, kann es wirtschaftlich vorteilhaft sein, alle Abwässer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandeln und das aus dem erfindungsgemäßen Verfahren abgegebene Material in das bereits existierende System zu überführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Verminderung des BOB-Wertes (biologischer Sauerstoffbedarf) und der Feststoffgehalte von industriellen Abwässern verwendet werden, so daß diese für eine konventionelle Beseitigung eher geeignet werden.
Die Biomasse in dem Produkt kann von dem Rest des Produktes in Jeder beliebigen, geeigneten Weise abgetrennt werden. Beispielsweise kann die Abtrennung durch Schwerkraft in einem Absetztank herbeigeführt werden, obwohl eine Schwierigkeit hierbei ist, daß ein geringer Anteil der Biomasse zum Aufschwimmen neigt und daher von dem Tank abgeschöpft werden muß. Alternativ oder zusätzlich kann die Biomasse oder die zurückbleibende Biomasse mittels eines Zentrifugierprozesses oder durch Filtration wie mit Hilfe eines Rotationsvakuumfilters abgetrennt werden. Feste mit der Biomasse mitgerissene Teilchen können hierin verbleiben, oder es kann eine Abtrennung durchgeführt werden. Nach der Abtrennung kann die Biomasse getrocknet und dann für die Lagerung oder Weiterverarbeitung gepulvert oder pelletisiert werden.
Die relativ großen Mikroorganismen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, ermöglichen eine leichte Abtrennung der Biomasse durch Filtration. Darüber hinaus ist die Morphologie der Mikroorganismen so, daß kolloidale und suspendierte Feststoffe in einer solchen Weise eingeschlossen werden, daß sie ebenfalls durch normale Filtrationsarbeitsweisen gewonnen werden können, wodurch komplizierte Abtrenneinrichtungen vermieden werden.
Der Proteingehalt der Biomasse hängt von dem Startmaterial und von dem verwendeten Mikroorganismus ab. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Erzeugung einer proteinreichen Biomasse geeignet, z.B. wenigstens 30 g.100 g Das Protein weist ein breites Spektrum an aminosäuren auf und besitzt im allgemeinen einen höheren Nährwert als Proteins das aus den meisten Pflanzen- und Getreidequellen herrührt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Erzeugung von Biomasse verwendet werden, die als Nahrungsmittel für Menschen oder Futtermittel für Tiere, z.B. Fische, Haustiere oder Zuchttiere oder als Düngemittel oder Bodenverbesserungsmittel brauchbar ist.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 Abwässer aus einer milchverarbeitenden Anlage wurden nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Vorrichtung, die der in der Fig. 3 gezeigten ähnlich ist, behandelt. Die Abwässer enthielten 2,5 g.l 1 Feststoffe in Gewicht, wobei die Feststoffe die Bestandteile waren, welche durch Abdampfen der flüssigen Phase abgetrennt werden konnten, und wobei 65 Gew.-# Saccharose und die restlichen 35 Gew.-o' Milohfeststoffe wie Lactose, Proteine einschließlich Casein, Salze und Vitamine waren. Die Abwässer wurden in einem Behälter mit einer Arbeitskammer von annähernd 1000 1 und einem iiöhen-Seiten-Verhältnis von 10:1 behandelt, wobei die Arbeitskammer eine Höhe von 5 m und einen Durchmesser von 50 cm besaß. Die Arbeitskammer enthielt einen Stamm von Aspergillus niger, der ohne weiteres in der Lage war, Saccharose und wenigstens einen Teil der Lactose abzubauen. Um sicherzustellen, daß der Mikroorganismus ausreichend Stickstoff zur Verfügung hatte, wurde Ammoniumnitrat zu den Abwässern in einer Konzentration von 0,2 g.l 1 zugesetzt, zusätzlich wurde noch Dinatriiimhydrogenphosphat in einer Konzentration von 0,05 g.l 1 zugegeben. Die Abwässer wurden durch die Arbeitskammer bei einer Verdünnungsrate von 0,17 h 1 durchgeleitet, und der Inhalt der Kammer wurde auf 3000 gehalten. Die Aktivität des Mikroorganismus erzeugt Wärme, und es war normalerweise nicht erforderlich, sehr viel zusätzliche Wärme zur Aufrecht erhaltung der Temperatur auf dem gewünschten Wert zu zuführen. Durch die Kammer wurde Iuft mit einer Oberflächeji-Gasgeschwindigkeit von 2 cm.sec 1 geleitet. Nach Erreichung eines stabilen Zustandes bzw. Gleichgewichts zustandes wurde gefunden, daß die Konzentration an Mikroorganismus in der Kammer 2,0 g.l 1, gemessen als Trockengewicht, betrug, während die Konzentration an Mikroorganismus in der abgegebenen Strömung etwas weniger als 1,0 e. war. Wenigstens 90 ß des Caseins wurde von den Mikroorganismen eingefangen und hiermit aus der Kammer abgegeben. Der pH-Wert fiel auf 2,9. Es wurden keine Stufen zur Sterilisierung der Abwässer unternommen, Jedoch wurden einige nicht erwünschte Mikroorganismen in der Kammer beobachtet. Der Mikroorganismus im abgegebenen Produkt wurde mittels eines Vibrationssiebes abgetrennt. Alternativ hätte auch eine Zentrifuge oder ein Vakuumsieb verwendet werden können. Die Konzentration an Feststoffen in dem abgegebenen Produkt betrug 0,2 g,l-1 in Gewicht.
Beispiel 2 Es wurden eine Reihe von Versuchen durchgeführt, wobei jeder Versuch der in Beispiel 1 beschriebenen Methode gleichartig war, wobei jedoch unterschiedliche Konzentrationen an Feststoffen in dem Startmaterial und variierende Verdünnungsraten vorlagen. In Jedem Fall umfaßte das Startmaterial eine Lösung von Saccharose in Wasser, zusammen mit den üblichen kleinen Mengen an stickstoffhaltigem Material und anderen Salzen. Das Startmaterial wurde zur Sterilisation in einem Autoklaven behandelt. Die Versuche wurden in einer Kammer mit einem Volumen von 10,5 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt.
In der Fig. 4 ist die Abszisse ein Maß der Verdünnungsrate (h 1) und die Ordinate ein Maß der Konzentration an Mikroorganismus in der Arbeitskammer (g,l-1), wenn ein stabiler Zustand erreicht war.
Die unterschiedlichen Symbole geben die folgenden Konzentrationen an Saccharose in dem Startmaterial wieder: o 55 g.l 27,5 27,5 a 10,0 1 5,0 2,5 Bei 2,0 g.l 1 wurde ein stabiler Zustand nicht erreicht.
Es ist festzustellen, daß die Konzentration an Mikroorganismus in der Arbeitskammer innerhalb der exuerimentellen Fehlergrenzen unabhängig von der Saccharosekonzentration im Startmaterial war. Weiterhin ist Xstzustellen, daß die Konzentration an Mikroorganismus in der Arbeitskammer stetig mit zunehmenden Werten der Verdünnungsrate abnahm.
In der Fig. 5 ist die Abszisse wiederum ein Maß der Verdünnungsrate (h 1), Jedoch ist die Ordinate ein Maß der Produktivität, d.h. des Gewichtes (gemessen als Trockengewicht) an Mikroorganismus in dem aus der Arbeit<kammer abgegebenen Produkt pro Volumeneinheit der Kammer und pro Zeiteinheit (g l-1 h-1) Hier ist ersichtlich, daß bei einer beliebigen, vorgegebenen Verdünnungsrate die Produktivität mit steigender Konzentration an Saccharose anstieg, bis ein Maximalwert erreicht wurde, wobei dieser Wert unabhängig von der Saccharosekonzentration war. Weiterhin ist festzustellen, daß die maximale Produktivität mit zunehmenden Werten der Verdünnungsrate ansteigt.
Zusätzlich kann leicht abgeleitet werden, daß bei der Behandlung einer vorgegebenen Menge von Saccharose pro Zeiteinheit eine grußere Produktivität oft dadurch erreicht werden kann, daß die Verdünnung des Startmaterials erhöht wird und die Verdünnungsrate in dem entsprechenden Ausmaß erhöht wird, so daß die gleiche Menge an Sadcharose in den Behälter pro Zeiteinheit eintritt.
Beispiel 3 Eine Reihe von Versuchen wurde in allgemein ähnlicher Weise, wie sie in Beispiel 2 beschrieben wurde, durchgeführt, wobei diese sich hiervon nur darin unterschieden, daß die Saccharoselösung nicht sterilisiert wurde und daß eine Lösung mit nur einer Stärke, nämlich von 2,5 g.l 1 verwendet wurde. Die Versuche wurden bei ähnlichen Verdünnungsraten, wie sie in den Versuchen von Beispiel 2 angewandt wurden, und weiterhin bei sehr viel höheren Verdünnungsraten durchgeführt. Die Ergebnisse sind graphisch in den Fig. 6 und 7 dargestellt. In der Fig. 6 ist die Abszisse ein Maß der Verdünnungsrate (h 1), und die Ordinate ist ein Maß der Mi#roorganismuskon;entration (g,l-1) in der Arbeitskammer. In der-Fig. 7 ist die Abszisse ein Maß der Verdünnungsrate (h 1), und die Ordinate ist ein Maß der Produktivität (g.l#1.h#1).
Der erste Teil der Darstellung in der Fig. Z bis zur Position "i" ist eine Darstellung, die allgemein der Darstellung von Fig. 4 entsoricht, obwohl die tatsächlichen Konzentrationen an Mikroorganismus bei unterschiedlichen Verdünnungsraten sich von denjenigen im Beispiel 2 dadurch unterscheiden, daß die Lösung nicht sterilisiert wurde.
Nach dem Abflachen der Kurve geht die allmähliche Abnahme der Konzentration an Mikroorganismus mit zunehmender Verdünnungsrate weiter. Oberhalb einer Verdünnungsrate von etwa 1,5 h 1 senkt sich die Kurve wiederum nach unten ab, und oberhalb einer Verdünnungsrate von etwa 3,0 h 1 fällt die Konzentration an Mikroorganismus in der Arbeitskammer rascher, Jedoch immer noch sehr stetig ab.
Die entsprechenden Werte der Produktivität sind in der Fig. 7 dargestellt. Hier ist ersichtlich, daß die Zunahme der Produktivität mit der Verdünnungsrate weitergeht, bis die Verdiinnungsrate einen Wert von etwa 3,0 h 1 erreicht, danach fällt die Produktivität wiederum ab. Oberhalb einer Verdünnungsrate von etwa 3,0 h 1 beginnt das Auftreten eines Herauswaschens, Jedoch ist der Effekt sehr viel weniger scharf ausgeprägt als bei tnwendung des Rührtankprozesses.
Es muß darauf lingewiesen werden, daß diese Verdünnungsraten sehr viel höher sind als die bei der Durchführung des Rührtankprozesses angewandten Verdünnungsraten.
Beispiel 4 Die folgenden Versuchsergebnisse zeigen die Veränderung der Konzentration an Mikroorganismus in der Arbeitskammer bei Veränderung der Oberflächen-Gasgeschwindigkeit (OGG). Das Startmaterial war dem in Beispiel 2 beschriebenen Startmaterial vergleichbar, die Saccharosekonzentration lag bei 27,5 g.l 1 Das Startmaterial wurde in die Çrbeitskammer von 10,5 1 mit einem Höhen-Seiten-Verhältnis von 12:1 einer Vorrichtung, die der von Fig. 3 ähnlich war, bei einer Verdünnungsrate von 0,088 h 1 eingeführt. Die Temperatur betrug 30°C. Wenn ein stabiler Zustand erreicht worden war, wurde die Konzentration an Mikroorganismus (A. niger) in der Srbeitskammer als Trockengewicht bestimmt.
OGG (cm.sec#1) Konzentration (g.l 1) 1 2,39 2 3,60 3 5,27 Beispiel 5 Abwässer aus einer Ölmühle (Palmöl) wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt. Die Abwässer stammten aus einer Anlage, die zur Behandlung von Palmnüssen zur Herstellung von Palmöl verwendet wurde. Bei dieser Behandlung werden die Palmnüsse in Anwesenheit von Wasser gemahlen, und das erhaltene Gemisch wird dampfdestilliert. Das Destillat umfaßt ein Gemisch von Palmöl und einer wässrigen Fraktion, die sich voneinander trennen. Das Palmöl wird entfernt, und die wässrige Fraktion wird mit dem Destillationsrückstand oder dem Schlamm vermischt. Dieses Gemisch von Schlamm und wässriger Fraktion ,tellt die Abwässer dar. Bislang wurden die Abwässer, die hauotsächlich aus Zellulose, Fasern und Zucker bestehen, in Flüsse abgegeben.
Die in den Versuchen verwendeten Abwässer enthielten 8,38 Gesamtfeststoffe, hiervon betrug der Kohlehydratgehalt 4,48 g.l#1.
Zu diesen Abwässern wurde Ammoniumsulfat und Natriumdihydrogenorthophosphat in Jeweils einem Zehntel des Gewichtes der vorhandenen Kohlehydrate gleichen Mengen zugegeben. Die Abwässer wurden in einer Vorrichtung, die derjenigen von Fig. 3 ähnlich war, mit einer Arbeitskammer mit einem Fassungsvermögen von 10,5 1 und einem Höhen-Seiten-Verhältnis von 12:1 behandelt. Luft wurde mit einer Oberflächen-Gasgeschwindigkeit von 2 cm.sec -1 zugeführt, und die Temperatur des Inhalts in der Arbeitskammer wurde auf 300C gehalten.
Bei einer Verdünnungsrate von 0,10 h 1 betrug die Gesamtmenge an filtrierbaren Feststoffen in der Arbeitskammer (gemessen als Trockengewicht) 6,7 g.l 1 und der Gehalt an Mikroorganismus (A. niger), ebenfalls gemessen als Trockengewicht, 5,79 g.l 1, nachdem ein stabiler Zustand erreicht worden war.
Bei einer Verdünnungsrate von 0,20 h-1 betrug die Gesamtmenge an filtrierbaren Feststoffen in der Arbeitskammer, gemessen als Trockengewicht, 3,5 g.l 1, und der Gehalt an Mikroorganismus, ebenfalls gemessen als Trockengewicht, betrug 2,93 g.l 1, wenn ein stabiler Zustand erreicht worden war.
L e e r s e i t e

Claims

Verfahren zur Behandlung von biologisch abbaubarem Material und nach dem Verfahren erhaltene Biomasse Patentansprüche: 1. Verfahren zur Behandlung von biologisch abbaubarem, organischem Material, bei welchem ein das Material enthaltendes, flüssiges Medium zur nach oben gerichteten Strömung durch eine aufrechte Arbeitskammer mit einem Höhen-Seiten-Verhältnis von nicht weniger als 3:1 gebracht wird, flockenförmiger Mikroorganismus, der zum Abbau wenigstens eines Teiles des biologisch abbaubaren, organischen Materials in der Lage ist, in der Arbeitskammer wachsen gelassen wird und Sauerstoff enthaltendes Gas in die Kammer zur Ermöglichung des Wachstums des Mikroorganismus eingeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Mikroorganismus in der gesamten Kammer überwiegend flockenartig ist, und daß das erhalte#ne Gemisch von behandeltem Medium Gas und überschüssigem Mikroorganismus am Oberteil der Kammer durch einen gemeinsamen Auslaß abgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das erhaltene Gemisch am obersten Punkt der Kammer oder in der Nähe hiervon abgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der obere Teil der Kammer eine sich nach oben verjüngende Gestalt besitzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der obere Teil der Kammer eine abgestunipft-kegelförmige oder gewölbte Gestalt besitzt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der gemeinsame Auslaß am Scheitelpunkt des oberen Teiles der Kammer liegt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der gemeinsame Auslaß in Form eines Rohres in Form eines umgekehrten U vorliegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es so betrieben wird, daß, falls die Verdünnungsrate, d.h. das Verhältnis des (A) Volumens des das biologisch abbaubare Material und gegebenenfalls Hilfssubstanzen enthaltenden, flüssigen, in die Arbeitskammer pro Stunde eingeführten Mediums zu (B) dem Volumen an Flüssigkeit in der Arbeitskammer, allmählich erhöht werden soll, die Konzentration an Mikroorganismen in der Kammer stetig abnimmt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es so betrieben wird, daß bei Konstanthaltung der anderen Faktoren, falls die Konzentration an biologisch abbaubarem Material in dem flüssigen Medium erhöht werden soll, ein Überschuß an biologisch abbaubaren Material vorliegt, das mit dem entstandenen Gemisch abgegeben wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß nur eine Art von flockenartigem Mikroorganismus in der Arbeitskammer wachsen gelassen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der flockenartige Mikroorganismus ein fadenartiger Pilz ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der fadenartige Pilz Aspergillus niger ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der fadenartige Pilz Trichoderma viride, Sporotrichum thermopile, Penicillium roquefortii, Geotrichum candidum, Rhizopus spp., Mucor spp. oder Fusarium spp. ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Mikroorganismus eine flockenartige Hefe ist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das biologisch abbaubare Material in dem flüssigen Medium ein Abwasser oder Abfallmaterial aus einer Nahrungsmittel erarbeitenden Anlage ist oder hierauf basiert.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das biologisch abbaubare Material in dem flüssigen Medium abgegebenes Material oder Abwasser aus einer Palmöl produzierenden Anlage ist oder hierauf basiert.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das flüssige Medium Wasser ist.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das biologisch abbaubare Material in Lösung oder Suspension in dem flüssigen Medium vorliegt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das flüssige Medium weiterhin beliebige stickstoffhaltige Substanzen und beliebige Salze enthält, welche die Vermehrung des Mikroorganismus in der Kammer ermöglichen.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kammer ein Höhen-Seiten-Verhältnis von nicht weniger als 5:1 besitzt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Höhen-Seiten-Verhältnis im Bereich von 7:1 bis 15:1 liegt.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Höhen-Seiten-Verhältnis im Bereich von 10:1 bis 12:1 liegt.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gas ein Sauerstoff und ein weiteres Gas umfassendes Gemisch ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Gas Luft ist.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gas am Boden der Kammer oder in der Nähe hiervon eingeführt wird.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gas durch das gesamte flüssige Medium in Form von kleinen Bläschen verteilt wird.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gas bei einer solchen Strömungsrate angewandt wird, daß die Menge an in dem flüssigen Medium aufgelösten Sauerstoff nahe Null liegt.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gas Iuft ist, und daß die Oberflächen-Gasgeschwindigkeit, d.h. das Volumen an pro Zeiteinheit eingeführtem Gas, dividiert durch die Querschnittsfläche der Arbeitskammer, zwischen 1 und 10 cm.sec# liegt.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das biologisch abbaubare Material in dem flüssigen Medium in die Kammer am niederen Ende hiervon oder in der Nähe hiervon eingeführt wird,
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Menge an biologisch abbaubarem Material in dem flüssigen Medium von 0,1 bis 20 g.l 1 beträgt.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch g e k e n n z e i e h -n e t , daß die Menge an biologisch abbaubarem Material in dem flüssigen Medium von 0,5 bis 20 g.l 1 beträgt.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch g e k e n n z ~ i c h -n e t , daß die; Menge an biologisch abbaubaren Material in dem flüssigen Medium von 1 bis 10 g.r1 beträgt.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch g ~ -k e n n z e i c h n e t , daß die Menge an biologisch abbaubarem Material in dem flüssigen Medium bis zu 100 g, beträgt.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der überwiegende Anteil des Mikroorganismus in Flockenform vorliegt.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß 75 X des Mikroorganismus in Flockenform vorliegen.
35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein möglichst großer Anteil des Mikroorganismus in Flockenform vorliegt.
36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flockengröße des Mikroorganismus überwiegend im Bereich von 0,5 bis 20 mm liegt.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Flockengröße des Mikroorganismus überwiegend im Bereich von 2 bis 10 mm liegt.
38. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Inhalt der Kammer nicht durch mechanische Riihreinrichtungen gerührt bzw. in Bewegung gehalten wird.
39. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Rückmischen des Inhaltes der Kammer nicht durch Prallbleche oder perforierte Bleche bzw. Platten verhindert wird.
40. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es bei einer Verdünnungsrate entsprechend der in Anspruch 7 gegebenen Definition von nicht mehr als 0,5 h 1 betrieben wird.
41. Biomasse, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
42. Verwendung der Biomasse nach Anspruch 41 als Futtermittel für Tiere.
43. Verwendung der Biomasse nach Anspruch 41 als Düngemittel.
44. Verwendung der Biomasse nach Anspruch 41 als Bodenverbesserungsmittel.