DE4104626A1 - Verfahren zur entfernung von organischen schadstoffen aus gasfoermigen stoffen mit hilfe von ligninabbauenden mikroorganismen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ent­ fernung von Schadstoffen aus gasförmigen Stoffen mit Hilfe von ligninabbauenden Mikroorganismen.

Ein Verfahren zur Dekontaminierung von sauerstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Abgasen, ist in der DE-PS 38 07 033 beschrieben. Dabei werden die Gase über Formkörper geleitet, die aus land-, forst- oder fischwirtschaftlichen Abfällen oder aus Abfällen der Holzverarbeitung bestehen, die mit Pilzmycelien von Weißfäulepilzen durchwachsen sind. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, daß die Abfälle soweit von den Pilzmycelien durchwachsen sind, daß sie strukturierte Körper bilden, die eine bestimmte Form aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entfernung von organischen Schadstoffen aus gasförmigen Stoffen zu schaffen, das keine Formkörper benötigt und nur eine geringe Vorbereitungszeit erfordert.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzei­ chens des Hauptanspruchs. Die Unteransprüche geben bevor­ zugte Ausführungsformen der Erfindung wieder.

Die Kartoffelpülpe kann im erfindungsgemäßen Verfahren in getrockneter oder durch Wasserentzug konzentrierter Form eingesetzt werden, aber auch in verdünnter Form, wie sie beispielsweise direkt bei der Gewinnung der Kartoffelstärke anfällt. Je nach dem Feststoffgehalt bzw. Konzentrierungs­ grad kann der extracelluläre Wassergehalt dabei 20 bis 90 Gew.-% betragen vorzugsweise 30 bis 85 Gew.-% und beson­ ders bevorzugt 40 bis 80 Gew.-%. Dabei wird bevorzugt ein höherer Wassergehalt eingestellt, bei dem sich eine krümel­ artige Struktur ausbildet, auf der die Pilzmycelien kulti­ viert werden und sie durchwachsen. Beim Einsatz von verdünn­ terer Kartoffelpülpe, z. B. in flüssiger Form, ist es bevor­ zugt, diese auf einem Träger einzusetzen, der eine Berührung mit den zu dekontaminierenden Gasen ermöglicht, z. B. nach Art von Kolonnenböden oder dergleichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Mischung ein lignin-, lignocellulose- und/oder cellulosehaltiges Material zugegeben. Dadurch werden das Wachstum und die Aktivität der ligninabbauenden Mikro­ organismen im allgemeinen beträchtlich gesteigert, außerdem ergibt sich durch die Beimischung im allgemeinen eine Auf­ lockerung der Struktur und damit eine bessere Durchlüftung der Mischung.

Bevorzugt wird der Kartoffelpülpe Holz zugegeben, beispiels­ weise in Form von Holzmehl oder Holzspänen. Dadurch kann eine vorteilhafte Auflockerung und ein gesteigertes Wachs­ tum der Mikroorganismen erreicht werden. Es hat sich gezeigt, daß durch die Zugabe von lignin-, lignocellulose- und/oder cellulosehaltigen Stoffen, insbesondere von Holzspänen, eine Krümelstruktur erhältlich ist, mit der das erfindungs­ gemäße Verfahren besonders vorteilhaft ausführbar ist.

Die lignin-, lignocellulose- und/oder cellulosehaltigen Stoffe, insbesondere Holzmehl oder Holzspäne, werden vorteil­ haft in Mengen bis zur 1,2-fachen Gewichtsmenge des gesam­ ten extracellulären Wassergehalts zugegeben. Eine höhere Dosierung ist im allgemeinen nicht erforderlich und führt einer unnötigen Verdünnung der Kartoffelpülpe. Bevorzugt erfolgt der Zusatz in einer Gewichtsmenge, die dem 0,1 bis 1,0-fachen des gesamten extracellulären Wassergehalts der Kartoffelpülpe entspricht.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich alle lignin­ abbauenden Mikroorganismen, insbesondere Weißfäulepilze. In einer lediglich beispielhaften Aufzählung seien die folgenden genannt:

Polyporus pinsitus, Polyporus platensis, Polyporus brumalis, Polyporus varius, Polyporus melaoopus, Polyporus galctinus, Polyporus ciliatus, Trametes versicolor, Trametes zonata, Trametes hirsuta, Pleurotus ostreatus, Oudemansiella radi­ cata, Bjerkandera adusta, Pycnoporus sanguineus, Chryso­ sporium pruinosum, Pyrofomes demidoffii, Phanerochaete sordida, Schizophyllum commune, Phanorochaete chrysosporium, Pleurotus salmoneo-stramineus, Pleurotus cornucopiae, Pleu­ rotus eryngii, cardoncello, Pleurotus fucu, Pleurotus sajor­ caju.

Es hat sich gezeigt, daß durch den Einsatz von Kartoffelpülpe die Dekontaminierungswirkung der Mikroorganismen erheblich ver­ bessert werden kann. Dies gilt insbesondere für Systeme, die lignin-, lignocellulose- und/oder cellulosehaltige Zusätze enthalten, wobei Holzmehl oder Holzspäne als Zusatz beson­ ders bevorzugt sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Abbau nahezu aller organischen Schadstoffe, sowohl aromatischer als auch aliphatischer Schadstoffe. Als aromatische Schadstoffe sind zu nennen monocyclische und polycyclische Aromaten, insbe­ sondere auch solche mit hochkondensierten Systemen. Als aliphatische Schadstoffe sind zu nennen aliphatische Kohlen­ wasserstoffe in flüssiger oder fester Form, z. B. mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen. Die genannten Verbindungen können auch durch substituiert sein, beispielsweise durch N- oder O-Sub­ stituenten oder dergleichen, also Alkohole, Aldehyde, Ketone, Säuren, Stickstoffhaltige Substituenten, wie Amine, Amide, NO_x. Weiterhin könne die Schadstoffe auch polymerer Natur sein, z. B. synthetische, halbsynthetische oder natürliche Polymere, wie Kunststoffe, Abfälle, z. B. von Textilgeweben, wie Baum­ wolle, Seide, Kunstseide und dergleichen.

Halogenhaltige Schadstoffe werden durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht oder nur in unbedeutenden Mengen abgebaut, deshalb eignet sich das Verfahren nicht für halogenhaltige Kohlenwasserstoffe oder Halogenpolymere, z. B. Polyvinyl­ chlorid. Abgesehen von dieser Beschränkung ist das erfin­ dungsgemäße Verfahren aber nahezu universell einsetzbar für den Abbau von organischen Schadstoffen.

Die Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 0,2 kg Wasser, 1 kg Holzspänen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20 Gew.-% und 6 kg Kartoffel­ pülpe mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 80 Gew.-% wird mit 0,1 kg einer Kultur von Pleurotus ostreatus auf Hirse­ körnern angeimpft und 10 Tage lang bei 25°C kultiviert, wobei ein leichter Luftstrom (1 Vol/Tag) hindurchgeleitet wurde.

Durch das kultivierte Produkt wurde Abluft hindurchgeleitet, die mit 200 ppM Styrol kontaminiert war. Die Durchleitungs­ geschwindigkeit betrug 0,02 m/sec.

Nach dem Durchleiten enthielt die Abluft nur noch weniger als 1 ppM Styrol.

Claims (8)

1. Verfahren zur Entfernung von organischen Schadstoffen aus gasförmigen Stoffen mit Hilfe von ligninabbauenden Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, daß Kartoffelpülpe mit einem extracellulären Wassergehalt von 20 bis 90 Gew.-% mit ligninabbauenden Mikroorganismen be­ impft wird und die kontaminierten gasförmigen Stoffe über die Kultur geleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartoffelpülpe einen extracellulären Wassergehalt von 30 bis 85 Gew.-% aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartoffelpülpe einen extracellulären Wassergehalt von 40 bis 80 Gew.-% aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beimpfte Kartoffelpülpe mindestens 1 Tag kultiviert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung vor der Kultivierung lignin-, lignocellulose- und/oder cellulosehaltiges Material zugesetzt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mischung Holzmehl oder Holzspäne zugesetzt werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz in einer Menge erfolgt, die bis zur 1,2-fachen Menge des gesamten extracellulären Wassergehalts der Mischung beträgt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zusatz in einer Menge erfolgt, die dem 0,1 bis 1,0- fachen des gesamten extracellulären Wassergehalts entspricht.