DE3441690C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft das in den Ansprüchen 1 bis
9 angegebene Verfahren zur enzymatischen Behandlung
organischer Stoffe und Biomasse.
Die Umwandlung von in Flüssigkeiten gelösten
oder suspendierten organischen Verbindungen in stabile
Reaktionsprodukte, insbesondere in Kohlendioxid und Wasser erfolgt unter
Zugabe von Enzymen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
insbesondere zur Stabilisierung von Klärschlamm und Gülle sowie
zur Behandlung von organisch belasteten oder phosphathaltiger
Abwässern geeignet.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Stimulierung des Betriebsstoffwechsels
der für die Produktion von Antibiotika, Enzymen
und organischen Säuren industriell genutzten Mikroorganismenkulturen.
In der Praxis werden organische Medien, wie Klärschlämme und
Gülle erfolgreich mittels anaerober, aerober und enzymatischer
Stabilisierungsverfahren behandelt. Die erst in den letzten
Jahren eingeführten enzymatischen Verfahren ermöglichen eine
wesentliche Verkürzung der Stabilisierungszeiten von bisher
mehreren Tagen (5 bis 70 Tage) der anaeroben und aeroben Verfahren
auf wenige Stunden, die jedoch mit einem erhöhten Energieaufwand
erkauft wird, da die durch die Enzympräparate katalysierten
Abbauprozesse im Schlamm oder in der Gülle nur bei
höheren Temperaturen (30 bis 60°C) mit Erfolg ablaufen. Außerdem
ist ein erheblicher Einsatz von Fremdenzymen erforderlich.
Ferner werden durch den Eigenstoffwechsel der sich in der Anfangsphase
und noch während der enzymatischen Stabilisierung stark vermehrenden
Mikroorganismen viele unerwünschte Effekte, wie verschlechterte
Eindickung und Entwässerbarkeit hervorgerufen, so daß
enzymatisch stabilisierte Schlämme und Gülle meistens schlechtere
Entwässerungseigenschaften aufweisen als mit den herkömmlichen Verfahren
stabilisierte Schlämme und Gülle. In diesem Zusammenhang wird
auf die DE 30 45 712 hingewiesen. Es werden gemäß DE 30 45 712 organische
Schlämme bzw. Gülle mit einem ntürlichen Enzymgemisch und
einem Komplexon versetzt und zu einem stabilisierten Material bei
Temperaturen zwischen 10°C und 50°C abgebaut, wobei sich vorgenannte
Nachteile ergeben.
Die Behandlung von organisch belasteten Abwässern erfolgt zumeist
nach dem bekannten Belebungsverfahren. ein wesentlicher
Nachteil dieses Verfahrens ist die erhebliche Neubildung von
Biomasse. Diesem Nachteil kann bisher nur durch Verlängerung
der Belüftungszeit abgeholfen werden.
Hochkonzentrierte organische Industrieabwässer werden zumeist
mittels ausgesprochen hochbelasteter biologischer Verfahren
("Intensivbiologie") behandelt. Bei dieser sogenannten "Intensiv-
biologischen" Behandlung wird ein hoher Prozentsatz (oft
über 50%) der abzubauenden organischen Substanz in Biomasse
umgesetzt, der regelmäßig aus dem System als Überschußschlamm
entfernt werden muß, da sonst der Wirkungsgrad des Verfahrens
gering ist. Die Entfernung der überschüssigen Biomasse ist bei
den "intensiv-biologischen" Verfahren aber immer sehr problematisch,
da die Mikroorganismen hier nur noch als Einzelzellen
oder als sehr kleine Komplexe wachsen, die sich im normal bemessenen
Nachklärbecken kaum absetzen.
Kommunale Abwässer besitzen zumeist einen hohen Phosphatgehalt.
Bei den bekannten biologischen Eliminierungsverfahren erfolgt
die Phosphatfreisetzung durch anaerobe Behandlung, die einen
erheblichen Reaktionsraum erfordert.
Die großtechnische mikrobielle Produktion von Antibiotika, Enzymen
und organischen Säuren erfolgt submers in belüfteten
und gerührten Reaktoren (Fermentatoren), wobei meistens die
diskontinuierliche Fahrweise vorherrscht.
Für den erfolgreichen Ablauf einer Fermentation sind mehrere Vorkulturen
zur Beimpfung des Produktionstanks (Hauptfermentation)
und sterile Bedingungen erforderlich.
Bei der diskontinuierlichen Fermentation wachsen die Mikroorganismen
(Bakterien oder Pilze) in der Regel so lange, bis
eine essentielle Komponente des Nährmediums limitierend wird.
Die Mikroorganismenkultur geht dann von der exponentiellen in
die stationäre Wachstumsphase über.
Während des Fermentationsprozesses unterliegen die Kulturbedingungen
dauernden Veränderungen, was zu einer Änderung des
physiologischen Zustandes der Mikroorganismenzellen führt.
Meist ist die gewünschte Produktenbildung (Antibiotika, Enzyme
oder organische Säuren) an einen bestimmten physiologischen Zustand
der Mikroorganismen während der Fermentation gebunden.
Es ist nicht möglich, diesen Zustand bei der diskontinuierlichen
Fermentation für längere Zeit aufrechtzuerhalten. So setzt häufig
die Enzymausschüttung am Ende der logarithmischen Phase ein
und hält über einen mehr oder weniger langen Zeitraum in der
stationären Phase an. Antibiotika z. B. werden in den Kulturlösungen
oft nicht zur Zeit des stärksten Wachstums gebildet,
sondern erst dann, wenn der Produzent zu altern beginnt, d. h.
während des Autolysestadiums. Auch die Bildung organischer Säuren,
wie z. B. der Zitronensäure setzt erst nach Abschluß des
Wachstums des Produzenten ein. Um das zu erreichen, erfolgt die
Kultur des Zitronensäurebildners in Nährmedien mit suboptimalen
Phosphatmengen.
Die Dauer der Fermentation ist ein Erfahrungswert und ist vor
allem unter ökonomischen Aspekten zu sehen. damit der Abbruch
der Fermentation zum optimalen Zeitpunkt erfolgen kann, ergeben
sich hohe Anforderungen an die Überwachung des Fermentationsprozesses.
Im allgemeinen dauert eine normale Fermentation 2 bis 7
Tage. Nach Abbau des produkthaltigen Kulturmediums aus der Fermentern
werden diese nach gründlicher Reinigung und Wartung für
eine erneute Fermentation vorbereitet (Füllung mit Nährmedium,
Sterilisation des gesamen Systems, Beimpfung mit Vorkultur aus
den Impftanks).
Von großer industrieller Bedeutung ist die kontinuierliche Fermentation.
Diese kommt gegenwärtig nur bei der Produktion von
Biomasse und Gärungsprodukten sowie bei der Umwandlung organischer
Stoffe in gasförmige Reaktionsprodukte und Wasser zur Anwendung.
Bisher war es nicht möglich, im kontinuierlichen Prozeß
solche Reaktionsbedingungen zu schaffen, daß die Freisetzung
der gewünschten Produkte aus den Zellen der Mikroorganismen erfolgte.
Die Umwndlung organischer Stoffe, z. B. von Abprodukten,
in CO₂ und Wasser erfolgt nur bei sehr langen Belüftungszeiten
in befriedigendem Maße. Bei den ökonomisch vertretbaren
Belüftungszeiten kommt es in hohem Maße zur Neubildung von Biomasse
(Baustoffwechsel), die nicht immer einer befriedigenden
Nutzung zugeführt werden kann. Bisher waren keine Methoden bekannt,
um den Baustoffwechsel zugunsten des Betriebsstoffwechsels
zu reduzieren. Der kontinuierliche Prozeß stellt bei der
Herstellung bestimmter Produkte auch hohe Anforderungen an die
Stabilität der Produktionsstämme, da es bei längerer andauernder
kontinuierlicher Kultur häufig zu Degenerationserscheinungen
der Hochleistungsstämme kommt.
Ziel der Erfindung ist es, bei geringen Mengen von Fremdenzymen
eine hohe Abbauleistung zu erreichen, die Entwässerungseigenschaften
der enzymatisch stabilisierten Schlämme und Gülle
so zu verbessern sowie die für den enzymatischen Stabilisierungsprozeß
benötigte (Wärme)-Energie so zu minimieren, daß sich
gegenüber den herkömmlichen Stabilisierungsverfahren (Faulung,
aerobe Stabilisierung) keine Nachteile hinsichtlich Entwässerungsverhalten
und Energieaufwand mehr ergeben.
Weiterhin soll die Produktion von Überschußschlamm in Belebungsanlagen
vermindert werden, insbesondere soll die Biomassekonzentration
bei den intensiv-biologischen Verfahren gesenkt werden
und ein gut absetzbarer Schlamm erzeugt werden.
Bei der biologischen Phosphateliminierung soll die p-Freisetzung
aus dem Belebtschlamm wesentlich beschleunigt werden.
Ferner ist bei der Produktion von Antibiotika, enzymen und organischen
Säuren eine kontinuierliche Fahrweise der Mikroorganismenkulturen
zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Betriebsstoffwechsel von
Mikroorganismenkulturen so zu stimulieren, daß es im nährstoffhaltigen
Milieu zu Materialverlusten der Organismen
kommt und dadurch der Wachstumsprozeß der Kulturen unterbrochen wird.
Die Aufgabe wird nach den im Patentanspruch dargelegten Merkmalen
gelöst.
Die Wirkungsweise des Verfahrens ist wie folgt:
Der Chelatbildner verursacht eine Schwächung der Struktur der
Zellwände der Mikroorganismen, so daß diese bei entsprechender
Beanspruchung aufgelöst werden können. In der zweiten Reaktionsstufe
bildet sich ein zuerst den Betriebsstoffwchsel,
dann die Autolyse oder Sporulation der aus der ersten Reaktionsstufe
stammenden Mikroorganismen förderndes Milieu heraus.
Dieses enthält neben Resten von Närsubstanzbestandteilen
vor allem die aus der enzymatischen Hydrolyse der organischen
Makromoleküle des Nährmediums entstandenen und mikrobiell
leicht verwertbaren niedermolekularen Verbindungen
(Zucker, Aminosäuren, Fettsäuren, Alkohole u. a.) und die bereits
autolysierten Mikroorganismen oder ihre Fragmente selbst
bzw. die gebildeten Sporen.
Bei der Zuführung der mit dem Chelatbilder vorbehandelten
Mikroorganismenkultur in dieses Milieu kommt es infolge des
Temperaturunterschiedes von mindestens 10 K zu einem Temperaturschock,
wodurch der Betriebsstoffwechsel der Mikroorganismen
spontan stimuliert wird und die im Milieu enthaltenen
niedermolekularen Hydrolyseprodukte des Nährmediums sowie die
niedermolekularen Verbindungen aus den Zellaufschlüssen teilweise
veratmet werden.
Infolge der stärkeren Förderung des Betriebs- als des Baustoffwechsels
gehen die Mikroorganismen im Reaktionsmilieu
schließlich durch Materialverlust zugrunde, d. h. sie verhungern
und gehen in Selbstauflösung über (Autolysestadium)
oder versporen schließlich.
Bei der Behandlung organischer Abprodukte wird durch die aus
den autolysierten Mikroorganismen freigesetzten intrazellulären
Enzymsysteme wird eine Intensivierung der Hydrolyse der
organische Makromoleküle erreicht. Dadurch werden erhebliche
Mengen Fremdenzyme eingespart. Die mikrobielle Veratmung der
haupsächlich aus dem enzymatischen Abbau der organischen Makromoleküle
bzw. der aus den Zellaufschlüssen stammenden niedermolekularen
Verbindungen (vor allem der hydrophilen Kolloide)
verbessert das Eindick- und Entwässerungsverhalten des
behandelten organischen Mediums erheblich. Damit wird gleichzeitig
die organische Belastung der anfallenden Trüben stark
reduziert, wodurch eine problemlose Verwertung der Trüben möglich
ist.
Bei der biotechnologischen Herstellung bestimmter Stoffe wird
je nach Produkt (Antibiotika, Enzyme, organische Säuren) bzw.
je nach Produzent (Art, Stamm) wird die Produktenbildung bereits
während des Stadiums des gesteigerten Betriebsstoffwechsels
oder erst bei beginnendem Autolysestadium ausgelöst.
Aus der zweiten Reaktionsstufe läuft das Fermentationsmedium
kontinuierlich ab und kann der Aufbereitung zugeführt werden.
Die im Fermentationsmedium des Hauptfermenters beherrschenden
organismenfeindlichen Bedingungen schließen Fremdinfektionen
so gut wie aus, so daß auf eine sterile Fermentation in dieser
Phase verzichtet werden kann.
Bei der biologischen Phosphateliminierung treten folgende Wirkungen
ein:
In der Belüftungsphase nehmen die Mikroorganismen des Belebtschlamms Phosphat aus dem Abwasser im Überschuß auf und bilden einen granularen Komplex von Phosphat, PNA, Proteinen und Lipiden, der als Volution bezeichnet wird. Durch die Enzymzugabe wird der Betriebsstoffwechsel der Mikroorganismen stimuliert und das gespeicherte Volutin wird freigesetzt.
In der Belüftungsphase nehmen die Mikroorganismen des Belebtschlamms Phosphat aus dem Abwasser im Überschuß auf und bilden einen granularen Komplex von Phosphat, PNA, Proteinen und Lipiden, der als Volution bezeichnet wird. Durch die Enzymzugabe wird der Betriebsstoffwechsel der Mikroorganismen stimuliert und das gespeicherte Volutin wird freigesetzt.
Diese Wirkung wird durch den Temperaturunterschied zwischen
dem Belebtschlamm und dem Reaktorinhalt noch wesentlich verstärkt.
Neben der Freisetzung des gebundenen Phosphats werden
auch Abwasserinhaltsstoffe zu organischen Säuren umgesetzt,
die sich als Nährstoffe für Mikroorganismen eignen, die große
Mengen Phosphat im Überschuß speichern können. Die genannten
Prozesse werden durch die Behandlung mit dem Chelatbildner,
der eine Aufschließung der Zellwände der Mikroorganismen bewirkt,
noch beschleunigt.
Der Vorteil des Verfahrens ist in der im Vergleich zur anaeroben
Behandlung sehr kurzen Behandlungszeit zu sehen.
Die Erfindung soll nachstehend an 8 Ausführungsbeispielen erläutert
werden:
Beispiel 1: Behandlung von Klärschlamm Variante 1,
Beispiel 2: Behandlung von Klärschlamm Variante 2,
Beispiel 3: Behandlung von Gülle,
Beispiel 4: Behandlung von Abwasser aus einer Tierkörperbeseitigungsanstalt,
Beispiel 5: Behandlung von Abwasser,
Beispiel 6: Herstellung von Penicillin,
Beispiel 7: (Fig. 1) Biologische P-Eliminierung ohne Schlammwasserabtrennung,
Beispiel 8: (Fig. 2) Biologische P-Eliminierung mit Schlammwasserabtrennung.
Beispiel 2: Behandlung von Klärschlamm Variante 2,
Beispiel 3: Behandlung von Gülle,
Beispiel 4: Behandlung von Abwasser aus einer Tierkörperbeseitigungsanstalt,
Beispiel 5: Behandlung von Abwasser,
Beispiel 6: Herstellung von Penicillin,
Beispiel 7: (Fig. 1) Biologische P-Eliminierung ohne Schlammwasserabtrennung,
Beispiel 8: (Fig. 2) Biologische P-Eliminierung mit Schlammwasserabtrennung.
Zu 15 m³ Klärschlamm mit einem Feststoffgehalt von 4% werden
30 g eines in ca. 10 l Leitungswasser vorgelösten Gemisches
des Diammonium- und Triammoniumsalzes der Nitrilotriessigsäure
unter Rühren zugeführt. Nach Ablauf einer halben Stunde
wird der so vorbehandelte Schlamm in Abständen von jeweils 15
Minuten portionsweise dem Reaktor zugeführt, der bereits auf
55°C vorgewärmten Schlamm enthält.
Die Reaktionszeit im Reaktor beträgt 3 Stunden. Pro Kubikmeter
zugeführten vorbehandelten Schlamm werden 60 g eines in
ca. der 100fachen Menge Leitungswasser vorgelösten komplexen
Enzympräparates, das β-Glucanase, Amylasen, Proteasen und Lipasen
enthält, ständig zudosiert. Der Schlamm im Reaktor wird
mit einer Pumpe ständig umgewälzt, und unter Zuführung von
Fremdenergie (z. B. Dampf) wird die erforderliche Reaktionstemperatur
erhalten.
Der den Reaktor passierende stabilisierte Schlamm weist gute
Absetzungseigenschaften auf. Im nachgeschalteten Eindicker
fallen bei einer Aufenthaltszeit von ca. 2 Stunden rund 60%
des Ausgangsschlammes als Schlammtrübe an, so daß das Volumen
des stabilisierten Schlammes auf 40% des Ausgangsvolumens abnimmt.
Der eingedickte stabilisierte Schlamm wird nun auf Entwässerungsplätze
gebracht oder künstlich entwässert, während
die Schlammtrübe dem biologischen Teil der Kläranlage zur
schadlosen Besetigung zugeführt wird.
Einen Reaktor, der bereits auf 50°C vorgewärmten Schlamm enthält,
werden gleichzeitig, aber unvermischt ein in Leitungswasser
vorgelöstes Gemisch des Diammonium- und Triammoniumsalzes
der Nitrilotriessigsäure und ein in ca. der 100fachen
Menge Leistungswasser vorgelösten komplexen Enzympräparates,
das β-Glucanase, Amylasen, Proteasen und Lipasen enthält, zudosiert,
wobei die Zudosierung des Chelatbildners in die
Schlammzulaufleitung oder direkt in den Reaktor erfolgen kann.
10 m³ Gülle mit 6% Feststoffen werden mit 45 g des in ca.
15 l Leitungswasser vorgelösten Triammoniumsalzes der Nitrilotriessigsäure
versetzt und nach gutem Durchmischen 1 bis
3 Stunden so bevorratet. Danach wird die den Chelatbildner
enthaltende Gülle in Abständen von jeweils 5 Minuten portionsweise
dem Stabilisierungsreaktor zugeführt, in dem sich schon
auf 33°C vorgewärmte Gülle befindet. Die Reaktionszeit im
Reaktor beträgt 8 Stunden. Pro Kubikmeter chelatbildnerhaltiger
Gülle werden 90 g eines in ca. der 100fachen Menge Leitungswasser
vorgelösten komplexen Enzympräparates, das β-Glucanase,
Amylasen, Proteasen und Lipasen enthält, ständig zudosiert.
Von einem Intensivbelüfter wird die Gülle im Reaktor
umgewälzt und mit Sauerstoff versorgt. Die Gülletemperatur
erhöht sich auf ca. 40°C und bleibt dann ziemlich konstant.
Wie im Beispiel 1 angegeben, wird das stabilisierte Material
(hier die Gülle) in einem Eindicker eingedickt und kann nun
auf Trockenplätzen oder künstlich entwässert werden. Das Volumen
so stabilisierter Gülle nimmt im Vergleich zum unbehandelten
Material im Eindicker um etwa 40 bis 50% ab. Die
anfallende Trübe ist einer schadlosen Verwertung zuzuführen.
50 m³ organisch hochbelastetes Abwasser aus einer Tierkörperbeseitigungsanstalt
mit einem BSB₅ von ca. 7000 mg/l und mit
einem hohen Eiweiß- und Fettanteil werden mit 10 g des in ca.
5 l Leitungswasser vorgelösten Triammoniumsalzes der Nitrilotriessigsäure
vermischt. Nach Ablauf einer Stunde wird das
chelatbildnerhaltige und organisch hochbelastete Abwasser in
Abständen von jeweils 20 Minuten portionsweise der intensivbiologischen
Vorstufe zugeführt, in der sich schon auf 33°C
vorgewärmtes Abwasser befindet. Bei einer Reaktionszeit von 5
Stunden und der Anwesenheit von β-Glucanase, Protease und Lipase
erfolgt die enzymatische Hydrolyse und der mikrobielle
Abbau der organischen Hauptlast des zu behandelnden Abwassers.
Pro Kubikmeter zugeführten Abwassers werden jeweils 10 g β-Glucanase,
Protease und Lipase, die in der 500fachen Menge Leitungswasser
vorgelöst worden sind, ständig zudosiert. Die Belüftung
der intensiv-biologischen Vorstufe erfolgt mit einem
Hochleistungsbelüfter. Da die gebildete Oxydationswärme zur
Aufrechterhaltung der erforderlichen Reaktionstemperatur von
33°C nicht ausreichend ist, wird das Reaktionsmedium zusätzlich
mit Dampf beheizt.
Das enzymatisch-mikrobiell vorgereinigte Abwasser wird zur Abscheidung
des angefallenen Schlammes und der anderen absetzbaren
Stoffe über ein normal bemessenes Nachklärbecken geleitet
und zur weiteren Behandlung einer Belebungsstufe zugeführt,
wo der biologische Abbau der BSB₅-Restlast bis zum gewünschten
Grenzwert erfolgt.
100 m³/h Abwasser mit einem BSB₅ von 400 mg/l und einer Temperatur
von 18°C werden in einem Belebungsbecken 0,5 h mit
100 m³/h Belebtschlamm belüftet. Dabei werden die Abwasserinhaltsstoffe
von den Schlammflocken adsorbiert. In einem Nachklärbecken
wird der Belebtschlamm abgetrennt. Anschließend
wird der Belebtschlamm mit 2 g/m³ eines Gemisches des Diammonium-
und Triammoniumsalzes der Nitrilotriessigsäure 0,5 h vermischt.
Danach wird der Belebtschlamm unter Zugabe von 4 g/m³
Enzympräparaten in ein abgedecktes Belüftungsbecken eingeleitet,
das eine Temperatur von 32°C aufweist. Der Belebtschlamm
wird nach 1 h Belüftungszeit in das Belebungsbecken zurückgeführt.
Unter sterilen Bedingungen in zwei 5000-l-Vorfermentern bei
24°C auf einer Variante des Maisquellwasser-Lactoce-Nährbodens
und bei Anwesenheit von jeweils 10 g eines Gemisches
des Diammonium- und Triammoniumsalzes der Nitrilotriessigsäure
diskontinuierlich wachsende und ca. 20 Stunden alte Submerskulturen
von Penicillium spec. werden alternierend in Abständen
von jeweils 10 Minuten einem 5000 l fassenden Hauptfermenter
kontinuierlich zugeführt, der bereits auf 35°C vorgewärmtes
Fermentationsmedium enthält. Die Fermentationszeit
im Hauptfermenter beträgt ca. 12 Stunden, d. h. das ist die Zeit,
bei der die Penicillinbildung maximal ist.
Pro 100 Liter zugeführten Kulturmediums aus den Vorfermentern
werden jeweils 0,1 g in der 100fachen Menge Leitungswasser vorgelöster
hydrolytischer Enzyme, wie β-Gluconase, α-Amylase,
Proteasen und Lipase, ständig zudosiert.
Das Fermentationsmedium wird während der unsterilen Fahrweise
mit einer Pumpe ständig umgewälzt, und unter Zuführung von
Wärmeenergie (z. B. Dampf) wird die erforderliche Fermentationstemperatur
aufrechterhalten.
Pro 24 Stunden werden dem Hauptfermenter also 10 000 l Kulturmedium
aus den Vorfermentern zugeführt, so daß sich ein Durchsatz
von 10 000 l/Tag ergibt. Gegenüber der normalen Penicillin-
Fermentation, die im allgemeinen 100 Stunden dauert, beträgt
die Fermentationsdauer beim Zweiphasenverfahren nur noch ca.
36 Stunden.
Das aus dem Hauptfermenter kontinuierlich ablaufende Fermentationsmedium
wird der Aufbereitung zugeführt.
Das hauptsächlich autolysiertes Mycel und infolge der hydrolytischen
Wirkung der zudosierten Enzyme kaum hydrophile
Kolloide enthaltende Fermentationsmedium bereitet bei der
Filtration keine Schwierigkeiten.
Die Hauptfermentation kann über mehrere Tage durchgehend erfolgen,
während die nur für die Vermehrung des Mycels genutzten
Vorfermenter ca. 20 Stunden vor ihrem Einsatz immer neu angefahren
werden müssen, so daß für die kontinuierliche Beschickung
des 5000-l-Hauptfermenters bei Berücksichtigung der
anfallenden Abbau- und Vorbereitungszeiten 3 Vorfermenterpaare
erforderlich sind.
100 m³ Abwasser (BSB₅=300 mg/l, P=10 mg/l) werden im Belebungsbecken
1 4 h belüftet. Dabei nimmt die Acinetobacter
enthaltene Biomasse ca. 5% P auf. In der Nachklärung 2 wird
das gereinigte Abwasser (BSB₅=30 mg/l, p=1 mg/l) abgetrennt.
50 m³/d Rücklaufschlamm werden ohne Behandlung im Kreislauf
geführt. 50 m³/d werden mit 0,01% Diammoniumsalz der Nitrilotriessigsäure
im Behälter 5 20 min vermischt und dann unter
Zusatz von 0,02% hydolytischen Enzymen (bezogen jeweils
auf die organische Trockensubstanz) in den Reaktor 3 eingeführt.
Dieser arbeitet bei einer Temperatur von 30°C. Nach
40 min wird der Schlamm wieder in das Belebungsbecken 1 zurückgeführt.
100 m³ Abwasser (BSB₅=300 mg/l, P=10 mg/l) werden in einem
Belebungsbecken 1 4 h bei mittlerer Schlammbelastung bei ca.
100% Rücklaufschlamm belüftet. Dabei nimmt die sich im Umlauf
befindende und die neugebildete Biomasse Phosphat bis zu einem
Gehalt von 1,3% P auf. In der Nachklärung 2 wird das gereinigte
Abwasser (BSB₅=30 mg/l, P=1 mg/l) abgetrennt, 86,2 m³/d des
Rücklaufschlammes werden ohne Behandlung im Kreislauf geführt.
13,8 m³/d werden 0,5 h mit 0,01% Diammoniumsalz der Nitrilotriessigsäure
im Behälter 5 vermischt und unter Zusatz von 0,2%
hydrolytischen Enzymen in den Stripp-Reaktor 3 eingeführt.
Dieser arbeitet bei einer Temperatur von 35°C. Nach 1 h
wird der Schlamm in den Flotator 4 eingeleitet. Dort werden
ca. 7,5 m³/d Schlammwasser mit 120 mg/l P abgetrennt. 6,3 m³/d
werden in das Belebungsbecken 1 rückgeführt.
Aufstellung der Bezugszeichen:
1 Belebungsbecken,
2 Nachklärung,
3 Stripp-Reaktor,
4 Fest-Flüssig-Trennung,
5 Behälter für die Vermischung mit dem Chelatbildner.
2 Nachklärung,
3 Stripp-Reaktor,
4 Fest-Flüssig-Trennung,
5 Behälter für die Vermischung mit dem Chelatbildner.
Claims (9)
1. Verfahren zur enzymatischen Behandlung organischer Stoffe und
Biomasse gekennzeichnet dadurch, daß die Stoffe mit 0,01 bis
1,0%, bezogen auf die Masse der organischen Trockensubstanz,
hydrolytischen Enzymen in einen Reaktor eingeführt werden
und vor oder während der enzymatischen Behandlung mit 0,005 bis
0,5% bezogen auf die Masse der organischen Trockensubstanz
eines Chelatbildners behandelt werden und in dem Reaktor,
der ein um mindestens 10°C erhöhtes Temperaturniveau von 30 bis
60°C aufweist dort 0,5 bis 24 Stunden gerührt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß die mit
Enzymen versehenen Stoffe belüftet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß als Chelatbildner
das Diammonium- und/oder Triammoniumsalz der Nitrilotriessigsäure
verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3 gekennzeichnet dadurch,
daß die Behandlung mit dem Chelatbildner in einem vorgelagerten
Reaktor oder in der Zuführungsleitung erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß Mikroorganismensuspensionen
mit dem Chelatbildner bei Nährstoffüberschuß
und Sauerstoffzufuhr in der logarithmischen Wachstumsphase
kultiviert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5 gekennzeichnet dadurch, daß die
Mikroorganismensuspension mit dem Chelatbildner diskontinuierlich
unter sterilen Bedingungen gehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß in den
enzymatischen Reaktor Biomasse eingeleitet wird, die in einem
Adsorptions- oder Belüftungsreaktor organische Stoffe aufgenommen
hat, und die Biomasse nach der enzymatischen Behandlung
in den Adsorptions- oder Belüftungsreaktor zurückgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß in den
enzymatischen Reaktor Biomasse eingeleitet wird, die Phosphat
im Überschuß gespeichert hat.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 8 gekennzeichnet dadurch,
daß in den enzymatischen Reaktor Biomasse eingeleitet wird,
die in einem Belüftungsreaktor Phosphat im Überschuß aufgenommen
hat und die Biomasse nach der enzymatischen Behandlung in den
Belüftungsreaktor zurückgeführt wird.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843441690 DE3441690A1 (de) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | Verfahren zur enzymatischen behandlung organischer stoffe und biomasse |
AT0364184A AT391856B (de) | 1984-11-15 | 1984-11-16 | Verfahren zur enzymatischen behandlung organischer stoffe und von biomasse |
GB8429279A GB2167399B (en) | 1984-11-15 | 1984-11-20 | Enzymatic treatment of organic substances and biomass |
FR8417975A FR2573748B1 (fr) | 1984-11-15 | 1984-11-26 | Procede pour le traitement enzymatique de substances organiques et biomasse |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843441690 DE3441690A1 (de) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | Verfahren zur enzymatischen behandlung organischer stoffe und biomasse |
GB8429279A GB2167399B (en) | 1984-11-15 | 1984-11-20 | Enzymatic treatment of organic substances and biomass |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3441690A1 DE3441690A1 (de) | 1986-05-15 |
DE3441690C2 true DE3441690C2 (de) | 1993-07-15 |
Family
ID=25826541
Family Applications (1)
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