DE2839386A1 - Verfahren zum behandeln naehrstoffreicher abwasser - Google Patents

Verfahren zum behandeln naehrstoffreicher abwasser

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Katsuyoshi Mitsutomi
Akira Noguchi
Kikuo Nojiro
Kazuo Tanno
Kiyoshi Yoshizawa
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National Tax Administration Agency
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National Tax Administration Agency
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf neuerdings isolierte, Polysaccharid assimilierende Hefen, die einem nährstoffreichen Abwasser zugesetzt werden, so daß sie Nährstoffe assimilieren und der biochemische Sauerstoffbedarf des Abwassers wirksam herabgesetzt wird. Von den Polysaccharid assimilierenden Hefen vermag insbesondere Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus YS-1, FERM-P Nr. 4498, schweflige Säure, Stärke und Protein gleichzeitig zu zersetzen bzw. zu assimilieren, und daher kann der biochemische Sauerstoffbedarf des Abwassers einer Anlage zur Stärkeerzeugung erheblich herabgesetzt werden.
Ersichtlich betrifft daher die Erfindung auch ein Verfahren zum Behandeln eines nährstoffreichen Abwassers, insbesondere ein Verfahren zum Herabsetzen des biochemischen Sauerstoffbedarfs eines Abwassers, wobei Abwasser aus einer Anlage zur Nahrungsmittelproduktion, das große Mengen an Zuckern und Proteinen enthält, durch die Verwendung Polysaccharid assimilierender Hefen behandelt wird, wodurch die Hefen Stärke und Protein assimilieren.
Im allgemeinen enthält das Abwasser einer Anlage zur Nahrungsmittelproduktion große Mengen an Zuckern und Proteinen, und dadurch werden Flüsse, wenn es ohne Behandlung
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verworfen wird, reich an Nährstoffen, was zur Verunreinigung der Flüsse führt.
Es sind Untersuchungen angestellt worden, Mikroben aufzufinden, die für die wirksame Behandlung eines Abwassers aus einer Anlage zur Nahrungsmittelproduktion brauchbar sind, und so wurde gefunden, daß die Existenz einer Reihe Polysaccharid assimilierender Hefen jüngst breite Bestätigung gefunden hat und daß diese Hefen bei der Behandlung von Abwasser der Nahrungsmittelproduktion überraschend wirksam waren. Auch wurde gefunden, daß, wenn das Abwasser aus der Nahrungsmittelproduktion nach Behandeln mit den Hefen der weiteren Behandlung mit aktiviertem Schlamm unterworfen wird, der biochemische Sauerstoffbedarf des Abwassers sehr wirksam herabgesetzt werden kann, was die Erfindung vervollständigt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, bei dem eine oder mehrere Arten der Polysaccharid assimilierenden Hefen einem Abwasser aus einer Anlage zur Nahrungsmittelproduktion zugesetzt wird bzw. werden, wodurch die Hefen organisches Material assimilieren und verbrauchen, sowie ferner ein Verfahren zur Behandlung des so behandelten Abwassers mit aktiviertem Schlamm.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln von Abwasser ist sehr breit anwendbar. Beispielsweise ist es sehr
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wirksam anwendbar auf mit der Nahrungsmittelerzeugung in Zusammenhang stehendes Abwasser, wie Abwasser aus der Gewinnung alkoholischer Flüssigkeiten, wie des japanischen Sake, Shochu, von Wein und Bier usw., auf Abwasser aus der Getränkeproduktion, wie Fruchtsaft und Erfrischungsgetränken usw., auf Abwasser aus der Hefeproduktion, auf Abwasser der Bohnenpastenerζeugung, auf Abwasser der Nudelproduktion, der Kartoffelstärkeproduktion, der Behandlung von Fischen und Fleisch, der Sojabohnenpaste oder von Quark, auf Abwasser aus der Behandlung zur Pastenentfernung und auf Abwasser aus der färbenden Behandlung usw.
Die erfindungsgemäß verwendeten,Polysaccharid assimilierenden Hefen sind jüngst von den Erfindern in sehr breitem Bereich aufgefunden worder,, und diese Hefen sind taxonomisch bekannte Stämme, es ist jedoch überhaupt nicht erkannt worden, daß diese Hefen eine Polysaccharid assimilierende Eigenschaft besitzen, um Polysaccharid im Abwasser zu dessen Reinigung zu zersetzen und zu assimilieren.
Die erfindungsgemäß verwendeten,Polysaccharid assimilierenden Hefen können nach einem Hinweis auf die Existenz der Polysaccharid assimilierenden Hefen leicht isoliert und gewonnen werden und sind daher nicht auf eine besondere
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Art eines Stammes beschränkt, sondern erfindungsgemäß wirksame Stämme und ihre HinterIegungsnummern sind folgende :
Debaryomyces hansenii D-N, FERM-P Nr. 3592 Pichia acaciae AM-37W, FERM-P Nr. 3593 Hansenula anomala Y-1, FERM-P Nr. 3594 Pichia nakazawae LKB-335, FERI-I-P Nr. 3595 Pichia dispora Pd-671, FERM-PNr. 3596 Candida sp. AS-50, FERM-P Nr. 3597 Endomycopsis platypodis AM-46, FERM-P Nr. 3598 Saccharomyces cerevisiae Br-1, FERM-P Nr. 3972 Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus YS-1, FERM-P Nr. 4498.
Diese isolierten Hefen sind alle bekannte Mikroorganismen, und die Einzelheiten taxonomischer Untersuchungen dieser Hefen sind nachfolgend wiedergegeben:
Debaryomyces hansenii D-N
Wachstum in Malzextrakt (250C, zweitägiges Kultivieren): Die Zelle ist sphärisch oder kurzoval. Häutchen und Sediment werden gebildet.
Wachstum auf Malzagar (17°C, einmonatige Kultivierung): Die Strichkultur ist gelblich und glatt. Objektträgerkultur: Pseudomycelium entsteht nicht.
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— ft -—
Askosporenbildung: Gewöhnlich wird in dem durch Vereinigung von zwei vegetabilischen Zellen gebildeten Sporenschlauch (Askus) eine Spore gebildet. In der Sporenmitte bildet sich ein öltropfen.
Glukosefermentation: Schwach;
Nitratassimilation: Negativ;
Vitaminbedarf: Positiv;
Wachstum bei 370C: Negativ
Pichia acaciae AM-37W
Wachstum in Malzextrakt (250C, zweitägiges Kultivieren): Zelle ist sphärisch, kurzoval oder länglich gestreckt. Sediment entsteht.
Wachstum auf Malzagar (170C, einmonatiges Kultivieren): Die Strichkultur ist gräulich-braun und runzelig-uneben. Objektträgerkultur: Es entsteht ein Pseudomycelium. 2 bis 3 oder eine Reihe von Blastosporen sind verzweigt. Askosporenbildung: Zwei bis vier hutförmige Sporen mit kurzem Rand bilden sich in dem durch Verbindung von zwei vegetabilischen Zellen gebildeten Sporenschlauch. Zuckerfermentierung: Glukose wird fermentiert. Assimilation: Nitrat, Bernsteinsäure und Zitronensäure werden assimiliert.
Vitaminbedarf: Positiv.
Wachstum bei 370C: Positiv.
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Hansenula anomala Y-1
Wachstum in Malzextrakt (25°C, 3-tägige Kultivierung): Zelle ist sphärisch, oval oder langgestreckt. Häutchen und Sediment werden gebildet.
Wachstum auf Malzagar (17°C, einmonatige Kultivierung): Die Strichkultur ist gräulich-weiß, glatt oder trockenweiß und merklich gerunzelt.
Objektträgerkultur: Längliche Zellen sind verkettet und ein Pseudomycelium bildet sich. Die Blastospore ist sphärisch oder oval.
Askosporen: Vegetabilische Zelle wird direkt Askus, und 1 bis 4 hutförmige Sporen werden gebildet. Zuckerfermentierung: Glukose, Saccharose und Raffinose (1/3) werden fermentiert. Galaktose und Maltose werden schwach oder überhaupt nicht fermentiert. Nitratassimilation: Negativ;
Vitaminbedarf: Negativ.
Pichia nakazawae LKB-335
Wachstum in Malzextrakt (25°C, 3-tägiges Kultivieren): Die Zelle ist oval oder zylindrisch. Dünnes Häutchen und Sediment werden gebildet.
Wachstum auf Malzagar (17°C, einmonatiges Kultivieren): Die Strichkultur ist cremefarbig und glatt. Objektträgerkultur: Pseudomycelium und Blastosporen werden gebildet.
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Askosporen: Nach der Konjugation bildet sich ein Askus.
Zwei bis vier hutförmige Sporen.
Fermentierung: Glukose und Galaktose werden fermentiert.
Nitratassimilation: Negativ; Vitaminbedarf: Negativ; Wachstum bei 370C: Negativ.
Pichia dispora Pd-671
Wachstum in Malzextrakt (25°C, zweitägiges Kultivieren) : Die Zelle ist sphärisch oder kurzoval. Häutchen und Sediment werden gebildet.
Wachstum auf Malzagar (170C, einmonatiges Kultivieren): Die Strichkultur ist cremig bis bräunlich und glatt und eben.
Objektträgerkultur: Ein Pseudomycelium bildet sich nicht. Askorsporenbildung: Ein Askus bildet sich durch geschlechtliche Zeugung und selten durch nicht-geschlechtliche Zeugung (vegetabilische Reproduktion). Gewöhnlich bilden sich zwei sphärische oder ovale Sporen (mit einem Paar kurzer Ränder).
Fermentierung: Glukose wird fermentiert. Assimilation: dl-Milchsäure und Bernsteinsäure werden assimiliert, Nitrat wird aber nicht assimiliert. Vitaminbedarf: Positiv; Wachstum bei 37°C: Positiv.
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Candida sp. AS-50
Askosporenbildung: Negativ;
Wachstum in Malzextrakt (250C, zweitägiges Kultivieren): Die Zelle ist sphärisch oder zylindrisch. Objektträgerkultur: Ein Pseudomycelium wird gebildet.
Endomycopsis platypodis AM-46
Wachstum in Malzextrakt (250C, zweitägiges Kultivieren) : Die Zelle ist sphärisch, oval oder länglich-gestreckt, und außerdem treten Pseudomycelium und auch echtes Mycel auf. Häutchen und Sediment werden gebildet.
Wachstum auf Malzagar (17°C, einmonatiges Kultivieren): Die Strichkultur ist orange-gelblich und merklich hervortretend und gerippt.
Objektträgerkultur: Reichliche Bildung von Verzweigungen des echten Mycels und des Pseudomycels. Am Ende des Mycels Bildung sphärischer oder ovaler Blastosporen. Askosporenbildung: Zwei bis vier hutförmige Sporen werden in dem durch Vereinigung von zwei vegetabilischen Zellen gebildeten Askus sowie in den verketteten mycelähnlichen Zellen gebildet.
Glukosefermentierung: Schwach;
Assimilation: dl-Milchsäure, Bernsäuresäure, Zitronensäure und Nitrat werden assimiliert. Vitaminbedarf: Positiv;
Wachstum bei 370C: Negativ.
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Saccharomyces cerevisiae Br-1
Wachstum in Malzextrakt (250C, zweitägiges Kultivieren) : Die Zelle ist sphärisch oder kurz-oval. Sediment wird gebildet.
Wachstum auf Malzagar (17°C, einmonatiges Kultivieren): Die Strichkultur ist cremig bis leicht bräunlich-grau. Asko.sporenbildung: Zwei bis drei Askosporen werden gebildet.
Fermentierung: Glukose, Saccharose, Maltose, Galaktose und Raffinose (3/1) werden fermentiert.
Vitaminbedarf: Positiv;
Nitratassimilation: Negativ.
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Zucker-Assimilation
D-hansenii
D-N		 P.acaciae
AM-37W		 H.anomala
Y-I		 P.nakazawae
LKB 335		 P.dispora
Pd-671		 C. species
AS-50		 - + E.platypodis
AM-46		 S.cerevisiaa
Br-I		 •
Glukose + + + + + + - + + +
Saccharose + - + + +
Maltose + + + + - + + +
Galaktose + + - + - + + +
Laktose ± - - - - + i -
Melibiose - - - + + OO
CO
CD
Cellobiose + + + + - + + + j 1LA^
OO
cn
D-Ribose + + - - - + + +
Raffinose + - + - - + + +
D-Xylose + + + + - + + +
L-Arabinose + - + + + + +
«i-Methylglucosid + + + + - + + + ,
Salicin - + + + + -
Inulin + - - - + +
Cellulose + ±
lösl. Stärke + + + + + +
D-Mannit
Sorbit
Äthanol		 1+ 1+ 1 + * *
Glycerin + + j + + + +
Trehalose +
Saccharomyces cerevisiae var. ellipsodeus YS-1
Dieser Mutantenstamm hat praktisch die gleichen mikrobiellen Eigenschaften wie Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus, und dessen verschiedene Eigenschaften sind in "The Yeasts, a taxonomic study 2nd edition" (J. Lodder, 1970), S. 562 und 596, beschrieben, dessen Abriß wie folgt ist:
Erzeugt wird er durch multilaterale Sprossung. Die Zelle ist im allgemeinen von ovaler Gestalt. Ein Pseudomycelium wird gebildet. Vier Askosporen werden gebildet. Ein Häutchen wird nicht gebildet. Nitrat wird nicht assimiliert und Arbutin nicht zersetzt. Zuckerassimilation (Fermentierung) Glukose + (+) Laktose - (-) Galaktose + (+) Raffinose + (+) Saccharose + (+) Arabinose + Maltose + (+)
Diese Mutante hat die spezielle Eigenschaft der Schwefligsäure-Verträglichkeit. Dann wurde zu diesem Mutantenstamm und als Blindprobe zwei Species, Saccharomyces cerevisiae Br-1, FERM-P Nr. 3972 und Saccharomyces cerevisiae K7, ATCC Nr. 26422, die Messung der Hefezellenzahl eines jeden
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-μ-
Stammes, der in dem Klärabwasser von Kartoffelstärke, mit schwefeliger Säure versetzt, fortgepflanzt wurde, bei verschiedenen, zunehmenden SO--Konzentrationen durchgeführt. So wurde die Hefezellenzahl bei jeder SO^-Konzentration gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. In diesem Falle betrug der chemische Sauerstoffbedarf des Abwassers 17.460 ppm, und jeder Stamm wurde bei einer Größe des Inokulums von 10 Zellen/ml Abwasser inokuliert und 45 h bei 300C kultiviert.
Zahl der gewachsenen Zellen (Zellen/ml)
YS-1
FERM-P
Nr.4498		 χ 1 O8 Br-1
FERM-P
Nr.3972		 O8 Κ7
ATCC
Nr.26422
20 3,0 χ 1 O8 2,0 χ 1 O8 2,0 χ 108
100 3,0 χ 1 O8 1,0 χ 1 O7 4,5 χ 106
300 2,8 X 1 O7 5,0 χ 1 O6 Spur
540 2,2 X 1 O7 2,5 χ 1 Spur
800 2,0 X 1 O7 Spur Spur
920 2,1 Spur Spur
Wie aus der obigen Tabelle erkennbar wird, ist dieser Stamm YS-1 selbst in Gegenwart von mehr als 800 ppm schwefliger Säure genügend vermehrungsfähig.
Ferner ist der Stamm ein so besonderer Stamm, daß er sich in dem mit schwefliger Säure angesäuerten Bereich weiter fortpflanzt und zugleich die Säure und die Nährstoffe
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- 1t -
assimiliert. Sodann wurde im Hinblick auf den Stamm und als eine Blindprobe zwei Species, Saccharomyces cerevisiae Br-1, FERM-P Nr. 3972 und Saccharomyces cerevisiae K7, ATCC Nr. 26422, jeder Stamm mit einer Größe des Inokulums von 10 /ml des Klärabwassers von Kartoffelstärke (chemischer Sauerstoffbedarf 20.800 ppm, SO2 300 ppm, pH 5,0) inokuliert,und dann wurde jeder Stamm unter Schütteln 40 h bei 30°C inkubiert. Die Ergebnisse zeigt die folgende Tabelle, und es ist zu erkennen, daß nur der erfindungsgemäß verwendete Stamm die Säure und zugleich die Stärke zu assimilieren und den chemischen Sauerstoffbedarf herabzusetzen vermag.
Ergebnisse nach 40-stündigem Kultivieren
pH chem.O-- verbliebenes SO-, Zahl der
Bedarf Zellen (ppm) (ppm) (x 10 /ml)
FERM-P
Nr. 4498 7,9 3.100 25 2,2
FERM-P
Nr.3972 5,0 15.000 50 0,6
K7 ATCC
Nr.26422 5,0 18.000 60 0,3
Die erfindungsgemäße Abwasserbehandlung erfolgt durch Zugabe des Inkubationsgemischs eines jeden Stamms zu dem nährstoffreichen Abwasser selbst oder das Abwasser wird einer Vorbehandlung unterworfen, wie einer Filtration, einer
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Zentrifugalabscheidung oder einer chemischen Behandlung usw. Als Inkubationsgemisch kann ein solches verwendet werden, das aus einer Saatkultur in großen Mengen kultiviert worden ist, und auch die durch Behandeln des Abwassers in großen Mengen kultivierten Zellen können der Verwendung wieder zugeführt werden. Die Größe des Inokulums
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ist vorzugsweise etwa 10 - 10 Zellen/ml, sie kann aber nach der Länge der Kultivierungsdauer variiert werden.
Die Kultivierungstemperatur beträgt vorzugsweise etwa 20 - 35°C, aber selbst bei unter 200C kann die Abwasserbehandlung erfolgen, wenn die Kultivierung länger durchgeführt wird. Sie erfolgt unter aeroben Bedingungen, wie unter Rühren, Ventilieren usw.
Bei der erfindungsgemäßen Behandlung können, wenn nötig, als Nährstoffquellen für Phosphor oder Stickstoff, z.B. Ammoniumchlorid usw., dem Abwasser zugesetzt werden.
Ist die Große des Inokulums der Zellen gering, erfordert das Wachstum der Hefe etwa 2 Tage, wenn das zu behandelnde Abwasser einen chemischen Sauerstoffbedarf unter mehreren 100 ppm hat, ist jedoch die Größe des Inokulums der Zellen ausreichend, kann die Behandlung innerhalb eines Tages beendet sein, wenn der chemische Sauerstoffbedarf des Abwassers über 500 ppm ist.
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Das Ausmaß der Beseitigung des chemischen Sauerstoffbedarfs durch das Entfernen der Hefe liegt im allgemeinen zwischen 90 und 95 %. Beispielsweise kann man ein behandeltes Wasser mit einem chemischen Sauerstoffbedarf von etwa 70 ppm durch Behandeln eines zu behandelnden Abwassers mit einem chemischen Sauerstoffbedarf von 750 ppm, aus dem suspendierter Feststoff entfernt worden ist, erhalten.
Das durch die Behandlung eines nährstoffreichen Abwassers mit Hilfe des erfindungsgemäß verwendeten Stammes erhaltene Abwasser wird einem Behandlungsbehälter mit aktiviertem Schlamm so,wie es ist,oder nach geeignetem Zumischen mit einem Abwasser usw. mit herabgesetztem chemischem Sauerstoffbedarf zugeführt, so daß es wirksamer von chemischem Sauerstoffbedarf befreit werden kann. In diesem Falle können auch die im Abwasser in großen Mengen vorhandenen Zellen abgetrennt werden, es ist aber unter dem Gesichtspunkt des Vorgehens der Abwasserbehandlung auch angebracht, das Abwasser direkt in den Behälter mit aktiviertem Schlamm so,wie es ist, ohne besonderes Abtrennen der Zellen, einzuführen, und die dem Behälter mit aktiviertem Schlamm zugeführten Hefen werden ebenso Nährstoffe für den aktivierten Schlamm, insbesondere Protozoen, was zu einem Aktivitätsanstieg des Schlamms führt, und es erfolgt auch keine Entfernung des Schlamms aus dem Bett, und daher ist ein solches Abwasser sehr vorteilhaft für die
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Behandlung mit aktiviertem Schlamm.
Als Behälter für die Behandlung mit aktiviertem Schlamm können üblicherweise verwendete Typen verwendet werden, wie ein toter Arm, ein Filterverfahren usw., jedoch ist ein für die Verwendung geeigneter ein Behälter für die Behandlung mit aktiviertem Schlamm, in dem ein Bett, z.B. in Bienenwabenstruktur usw. mit dem aktivierten Schlamm zur Anwendung gelangt.
Die Aktivschlammbehandlung erfolgt so, daß das Abwasser mit einem Luftverteiler ventiliert wird, während die Zellen darin enthalten sind und durch die auf einem Festbett aufgebrachte Aktivschlammzone in Umlauf gesetzt werden. Die Verweilzeit im Umlauf ist mit etwa 10 bis 30 h ausreichend.
Als Folge dieser Behandlung wird ein chemischer Sauerstoffbedarf von etwa 1.000 ppm (einschließlich der Hefezellen) des zu behandelnden Abwassers auf etwa 20 bis 50 ppm gesenkt (nachdem sich die Mikroben auf natürliche Weise abgesetzt haben). In diesem Falle kann man die Mikroben auch durch Koagulationsfällung unter Verwendung eines Koagulationsmittels, durch Zentrifugalabscheidung mit Hilfe eines Zentrifugalabscheiders usw. ohne natürliches Sedimentieren zwangsweise abtrennen.
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Als Behandlung der Koagulationsfällung unter Verwendung eines Koagulationsmittels ist ein Koagulationsverfahren wirksam, bei dem z.B. Eisen(III)chlorid, PoIyaluminiumchlorid und Polyacrylamid zusammen verwendet werden.
Bei diesem Koagulationsverfahren wird das zu behandelnde, die Zellen enthaltende Abwasser mit Eisen(III)chlorid unter Rühren versetzt. Durch diese Zugabe fällt der pH und wird daher auf einen Wert zwischen 6,5 und 7,5, vorzugsweise 7,0, mit einer alkalischen Lösung, wie Natronlauge usw., eingestellt. Solch ein pH-Wert ist für die Bildung großer Flockung erforderlich. Mit der Zunahme an Eisenionen fällt die Restmenge an chemischem Sauerstoffbedarf. Die Zugabe von Eisen in großen Mengen ist jedoch unwirtschaftlich und führt zum Zurückbleiben von Eisenionen in der behandelten Flüssigkeit, so daß diese Behandlung nicht wünschenswert ist. Daher entspricht die Zugabemenge vorzugsweise einer Konzentration zwischen 100 und 300 ppm Eisen(III)-Ionen. Unter den oben beschriebenen Bedingungen der pH-Einstellung wird eine 10%ige Lösung von PoIyaluminiumchlorid dem Abwasser in einer Menge zwischen etwa 200 und 300 ml/m3 Abwasser zugesetzt, ferner etwa 10 ppm Polyacrylamid zur Erzielung einer großen Flockung. Die Geschwindigkeit der konstanten Sedimentation der hervorgerufenen Ausflockung beträgt 5 bis 6 m/h,· und daher ist die Abtrennung und Entfernung der Ausflockung durch die Koagulationsfällung in ausreichendem Maße möglich. Der erhaltene
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Niederschlag kann leicht abfiltriert werden.
Der letztliche chemische Sauerstoffbedarf des Abwassers wird 5-30 ppm, und ein solches Abwasser kann so, wie es ist,ohne weitere Behandlung verworfen werden.
Nach der Hefebehandlung werden die Hefen dann von dem behandelten Wasser nach einer Methode wie der Zentrifugalabscheidung abgetrennt,und die erhaltenen Zellen können als Tierfutter usw. verwertet werden.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung noch weiter.
Versuchsbeispiel 1
Jeweils 250 ml des Abwassers der Kartoffelstärkeproduktion (Klärabwasserflüssigkeit zweimal verdünnt), pH = 6,27, chemischer Sauerstoffbedarf 4.700 ppm, wurden jeweils in ein 500 ml-Becherglas gegeben.
Andererseits wurden jeweils 50 ml des Koji-Extraktmediums mit einer Platinschlaufe des Stamms beimpft,und die Vorkultivierung erfolgte durch 16-stündige Schüttelinkubation bei 300C, und nach der Beendigung der Vorkultivierung wurden die Zellen zentrifugal"abgetrennt und durch Zugabe physiologischer Salzlösung gewaschen, um so Impfzellen herzustellen.
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Jeder wie oben hergestellte Kolben wurde mit diesen Zellen beimpft und unter Belüftung inkubiert, und die erhaltene behandelte Flüssigkeit wird der Zentrifugalabscheidung bei 3.000 g unterworfen, und die überstehende Flüssigkeit wird gesammelt, der chemische Sauerstoffbedarf solcher flüssiger Proben jeweils gemessen und so der Grad der Beseitigung des chemischen Sauerstoffbedarfs erhalten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.
Tabelle
Versuch Stamm Zellenzahl ehem. C^-
Bedarf
(ppm)		 Grad der
Senkung des
ehem. O_-
Bedarfs (%)
1 Pichia acaciae
AM-37W		 2,50x108 420 91,1
2 Hansenula
anomala
Y-1		 2,80x108 205 95,6
3 Candida sp.
AS-50		 3,60x108 326 93,1
4 Endomycopsis
Platypodis
ÄM-46		 3x1 O5 400 !
91,5
5 Kontrolle - 2905 38,2
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Versuchsbeispiel 2
Jedes Abwasser der Versuche 1 bis 5, wie im Versuchsbeispiel 1 behandelt, wurde mit dem aktivierten Schlamm (MLSS 3.000 ppm) für eine Verweilzeit von 72 h unter den Belüftungsbedingungen von 0,5 l/min behandelt und danach in einen Fällungsbehälter geführt und darin 3 h stehengelassen und dann wurde der chemische Sauerstoffbedarf (ppm) der überstehenden Flüssigkeit gemessen.
Die Ergebnisse finden sich in der folgenden Tabelle.
Tabelle
1
Versuch		 Versuch von
Beispiel 1		 chemischer Sauerstoff
bedarf		 der überstehen
den Flüssig
keit
(ppm)
6 1 beim Einlaufen
lassen
(ppm)		 40
7 2 420 15
8 3 205 18
9 4 326 45
10 5 400 627
2905
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Versuchsbeispiel 3
Zahlreiche Impfzellen wurden nach der im Versuchsbeispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt.
Jeweils 250 ml des Abwassers aus der Produktion einer Sojabohnenmasse mit einem chemischen Sauerstoffbedarf von 1.250 ppm und Gesamtzuckern von 800 ppm wurden jeweils in 500 ml-Bechergläser gebracht, und jedes Becherglas wurde mit Impfzellen beimpft, unter Belüftung 48 h bei 300C inkubiert, die erhaltene behandelte Flüssigkeit der Zentrifugalabscheidung bei 3.000 g unterworfen, die überstehende Flüssigkeit gesammelt und jeweils der chemische Sauerstoffbedarf solcher Flüssigkeitsproben gemessen und jeweils der Grad der Senkung des chemischen Sauerstoffbedarfs erhalten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben:
Tabelle
Versuch Stamm chem.O--
Bedarf
(ppm)		 Grad der
Senkung des
ehem.O9-Bedarfs
(%) *
11 Debaryomyces hansenii
η ν		 150 88,0
12 Pichia acaciae AM-37W 144 88,5
13 Hansenula anomala Y-1 171 86,3
14 Pichia dispora Pd-671 167 86,4
15 Candida sp. AS-50 86 93,1
16 Endomycopsis platypodis
Ali-4 6		 95 92,4
17 Kontrolle
(Ohne Zusatz des Stamms		 957 23,4 ;
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Versuchsbeispiel 4
Jedes der im Versuchsbeispiel 3 behandelten Abwasser der Versuche 11 bis 15 wurde mit dem aktivierten Schlamm (MLSS 3.000 ppm) versetzt und 24 h unter Belüften mit 0,5 l/min unter Lufteinspritzung behandelt, und dann wurde die behandelte Flüssigkeit in einen Fällungsbehälter überführt und 3 h so stehengelassen, danach wurde der chemische Sauerstoffbedarf (ppm) der überstehenden Flüssigkeit gemessen.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben;
Tabelle
f
Versuch		 Versuch des
Beispiels 3		 ehem. O2-Bedarf
beim Einlaufen
lassen (ppm)		 ehem. O2-Bedarf
der überstehen
den Flüssigkeit
(ppm)
18 11 150 25
19 12 144 22
20 13 171 35
21 14 167 30
22 15 86 20
23 16 95 18
24 17 957 601
9098U/0720
Versuchsbeispiel 5
200 ml Abwasser aus der Kartoffelstärkeproduktion (chemischer Sauerstoffbedarf 20.800 ppm, SO2 300 ppm, pH 5,0) wurden in einen 500 ml-Kolben gebracht.
Andererseits wurden jeweils 50 ml Koji-Extraktmedium mit einer Platinschlaufe mit Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus YS-1, FERM-P Nr. 4498, beimpft, und die Vorkultur erfolgte jeweils unter 16-stündiger Schüttelinkubation bei 300C, danach wurden die Zellen abzentrifugiert und durch Zugabe physiologischer Salzlösung gewaschen, wodurch Impfzellen hergestellt wurden.
Die wie vorstehend hergestellten Kolben wurden mit diesen Zellen in solcher Menge beimpft, daß die Anzahl der Zellen 10 /ml betrug, und sie wurden unter Belüftungsbedingungen bei 300C 40 h inkubiert. Der chemische Sauerstoffbedarf (ppm), der Gesamtstickstoff (ppm) und die Gesamtzukker (ppm) wurden jeweils vor und nach dem Kultivieren gemessen und der Grad der Entfernung (%) bestimmt.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. In diesem Falle betrug die Ausbeute 9 g/l an trockenen Zellen.
9098U/0720
Tabelle
vor der Be
handlung		 .460 nach der
Behandlung		 Senkung : ,5
ehem. (!»--Bedarf,
ppm		 11 .600 2.540 85 ,3
Gesamt-N, ppm 1 .200 396 75 ,4
Gesamt-Zucker,
ppm		 13 1 .000 92
Versuchsbeispiel 6
Das Abwasser der Kartoffelstärkeproduktion wurde 24 h stehengelassen, wie es war,und nach dem Sedimentieren der Stärke wurde die überstehende Flüssigkeit auf pH 4,5 eingestellt und 5 min der Zentrifugalabscheidung bei 1.000 g unterworfen, um die überstehende Flüssigkeit (chemischer Sauerstoffbedarf 14.500 ppm) zu erhalten, und die Flüssigkeit wurde jeweils mit den folgenden, unten beschriebenen Zellen wie im Versuchsbeispiel 1 so beimpft, daß die Anzahl der Zellen 10 /ml betrug, und es wurde 40 h bei 300C kultiviert und der pH, der chemische Sauerstoffbedarf (ppm) und die Anzahl der Zellen nach der Kultivierung gemessen.
1. Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus YS-1,Nr. 4498
2. Saccharomyces cerevisiae K7, ATCC Nr. 26422,
3. Hansenula anomala Y-1, FERM-P Nr. 3594,
4. Endomycopsis platypodis AM-46, FERM-P Nr. 3598,
5. Candida sp. AS-50, FERM-P Nr. 3597.
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Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben .
Tabelle
verwendeter
Stamm		 PH chem. 0~ -Bedarf
(ppm)		 Anzahl der Zellen
(x 108/ml)
1 7,7 2.020 2,0
2 4,8 10.100 0,3
3 7,7 3.710 1,7
4 7,7 4.410 1,2
5 7,9 3.510 1,2
Kontrolle 4,7 13.100 -
Nachfolgend sind erfindungsgemäße Beispiele aus der Praxis wiedergegeben:
Praktisches Beispiel 1
Ein Behandlungsbehälter mit 1,5 1 Abwasser aus der Kartoffelstärkeproduktion (Klärabwasser: chemischer Sauerstoffbedarf 20.800 ppm) wurde mit 10 Zellen Saccharomyces
cervisiae var. ellipsoideus YS-1, FERM-P Nr. 4498, pro ml
Abwasser beimpft, und nach dem Kultivieren wurde das Abwasser mit 1 ml/min in den Behälter gegeben und der Behälterinhalt bei einer Temperatur von 24 - 25°C gerührt, wobei das
in dem Behälter für eine Verweilzeit von 24 h behandelte
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überlaufende Abwasser dem nachgeschalteten Behandlungsbehälter mit aktiviertem Schlamm kontinuierlich zugeführt wurde. In dem Behälter wurde das behandelte Wasser unter Belüftung für eine Verweilzeit von 72 h gerührt und dann wurde das behandelte Abwasser zur Abtrennung der Hefen der natürlichen Sedimentation ausgesetzt.
Die überstehende Flüssigkeit wurde verworfen, aber durch die kontinuierliche Behandlung über 12 Tage war der chemische Sauerstoffbedarf des behandelten Wasser 17 bis 19 ppm.
Praktisches Beispiel 2
Jeweils 19 1 Abwasser (chemischer Sauerstoffbedarf etwa 500 ppm),erhalten durch Mischen von Abwasser aus der Reiswäsche und von Abwasser aus dem Waschen des Sake-Tanks in einem Verhältnis des chemischen Sauerstoffbedarfs von 5:3 nach der Praxis einer Sake-Brauerei, wurden jeweils mit Pichia acaciae AM-37W, FERM-P Nr. 3593, und Hansenula anomale Y-1, FERM-P Nr. 3594, jeweils mit einer Größe des Inokulums von 10 Zellen/ml, beimpft,und nach dem Kultivieren wurde das Abwasser den kultivierten Abwässern mit 10,8 ml/min jeweils zugesetzt, und beim Rühren bei 24-250C lief das behandelnde Abwasser nach einer Verweilzeit von 28 h über und wurde in den nachgeschalteten Behandlungstank mit aktiviertem Schlamm kontinuierlich eingeführt.
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Der Behandlungsbehälter mit dem aktivierten Schlamm ist mit einem Bett in Bienenwabenstruktur ausgestattet (Volumen 3.820 cm3, Oberfläche 0,68 m2), das mit dem aktivierten Schlamm belegt ist, und in dem Tank werden 9,5 1 Abwasser unter Belüften mit 4 l/min durch Lufteinblasen durch das Wabenbett hindurch in Umlauf gesetzt.
Bei dieser Ausführungsform waren zwei solche Behandlungsbehälter vorgesehen, und die Abwasser wurden durch die beiden Behälter mit einer Verweilzeit von 28 h in Umlauf gesetzt und das behandelte Abwasser in einen Sedimentationsbehälter (Volumen 3 1) oder einen Koagulationsfällungstank geleitet, wodurch die Zellen durch natürliche Sedimentation oder durch Koagulations fällung abgetrennt xvurden.
Im Falle der Koagulations fällung xvurden Polyaluminiumchlorid (60 ppm) und Polyacrylamid (5 ppm) zugesetzt und der pH auf 7 bis 7,5 eingestellt; so wurde die Koagulationsbehandlung durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse zeigen die Tabellen I und II.
Wie aus den Tabellen I und II hervorgeht, wurde der chemische Sauerstoffbedarf des verworfenen Abwassers auf etwa 9 bis 29 ppm herabgesetzt, was ein gutes Ergebnis bedeutet.
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Tabelle I
Abgelassenes Abwasser
Pichia acaciae AM-37W
CO O CD CO
verstrichene
Tage		 Originalwasser PH behandeltes Wasser
natürliche Sedimen
tation		 pH Koagulations
fällung		 (1) pH
ehem.O2 -
Bedarf		 ehem. O2-
Bedarf
ehem.O2-
Bedarf		 ppm ppm 7,0
1 ppm 68(2) 26 7,0
2 586 61 7,7 29 7,0
3 360 66 7,7 25 7,0
4 477 6,7 58 7,6 15 7,0
5 432 6,4 67 7,5 13 7,0
6 468 6,4 56 7,4 11 7,0
7 492 6,3 45 7,6 12 7,0
8 540 6,7 28 7,6 11 7,0
9 480 30 10
594<3>
ro oo co
CD CO OO CD
U)
Tabelle II
Abgelassenes Abwasser
Hansenula anomala Y-1
O CO CO
verstrichene
Tage		 Ofiginalwasser pH behandeltes
natürliche		 Wasser
Sedimentation		 Koagulationsfällung(1 ) pH
1 ehem. O2-
Bedarf
ppm		 ehem. 0_-
Bedarf Δ
ppm		 PH ehem. O2"
Bedarf
ppm		 7,0
2 586 65(2) 25 7,0
3 360 46 29 7,0
4 477 49 7,6 21 7,0
5 432 6,7 62 7,7 17 7,0
6 468 6,4 61 7,6 11 7,0
7 492 6,4 56 7,5 11 7,0
8 540 6,3 41 7,5 14 7,0
9 480 6,7 26 7,5 9 7,0
594 27 7,5 12
ro oo co
CD CO OO
Anmerkungen zu Tabelle I und II:
(1) Polyaluminiumchlorid,60 ppm, und Polyacrylamid (Akofloc.A-1-1 0), 5 ppm, wurden verwendet.
(2) Wert nach 15 h seit Einfließen
(3) SS 470 mm
(4) Temperaturen jeweils Raumtemperatur.
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Claims (4)

  1. Dr.D.Thomsen PATE NTANWALTS BÜRO
    O Telefon (C 80) 5C0211
    W. Weinkauf f '"'TZIS 1expertla 2639386
    Telex 5 24303 xpert d
    PATENTANWÄLTE
    München: . Frankfurt/M.:
    Dr. rer. nat. D. Thomsen Dipl.-Ing. W. Weinkauff
    (Fuchshohl 71)
    Dresdner Bank AG. München, Konto 5574237
    8000 München 2
    Kaiser-Ludwig-Platz6 11. September 1978
    National Tax Administration Agency Tokyo, Japan
    und
    Toho Zinc Company Limited Tokyo, Japan
    und
    The Hokuren Federation of Agricultural Cooperative Associations
    Sapporo, Japan
    Verfahren zum Behandeln nährstoffreicher Abwasser
    Patentansprüche
    M .^Verfahren zum Behandeln nährstoffreichen Abwassers, dadurch gekennzeichnet, daß einem nährstoffreichen Abwasser Polysaccharid assimilierende Hefen zur Assimilation der Nährstoffe in dem Abwasser zugesetzt werden und das erhaltene Abwasser in einen Aktivschlammbehälter abgeführt wird, in dem das erhaltene Abwasser mit einem aktivierten Schlamm behandelt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    9098H/0720
    ORIGINAL INSPECTED
    2839388
    daß als Polysaccharid assimilierende Hefen solche der Gruppe
    Debaryomyces hansenii D-N, FERM-P Nr. 3592, Pichia acaciae AM-37W, FERM-P Nr. 3593, Hansenula anomala Y-1, FERM-P Nr. 3594, Pichia nakazawae LKB-335, FERM-P Nr. 3595, Pichia dispora Pd-671, FERM-P Nr. 3596, Candida sp. AS-50, FERM-P Nr. 3597, Endomycopsis platypodis AM-46, FERM-P Nr. 3598, Saccharomyces cerevisiae Br-1,FERM-P Nr. 3972 und Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus YS-1, FERM-P Nr. 4498,
    verwendet werden.
  3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Hefezellen, die die Merkmale von Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus YS-1, FERM-P Nr. 4498, und eine große Verträglichkeit für Sulfit aufweisen und ein Inkubationsgemisch eines Mutantenstamms, der schweflige Säure zu zersetzen und Nahrungsmittel aus Stärke, Protein usw. zu assimilieren vermag, umfassen, verwendet.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Behandlung von Abwasser der Stärkeerzeugung einem solchen Abwasser Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus YS-1, FERM-P Nr. 4498, zur
    Ö098U/0720
    Zersetzung von schwefliger Säure und zur Assimilation von Stärke und Protein zusetzt und das angefallene behandelte Abwasser in einen Aktivschlammbehälter abführt/ in dem das behandelte Abwasser mit einem aktivierten Schlamm behandelt wird.
    909814/0720
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