DE4235892C2 - Blähton und/oder Blähschiefer mit immobilisierten Mikroorganismen, deren Herstellung und Verwendung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Blähton und/oder Blähschiefer mit einem Gehalt an immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen, ein Verfahren zur Herstellung eines Blähtons und/oder Blähschiefers mit immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen sowie die Verwendung von Blähton und/oder Blähschiefer mit immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen bei der Reinigung von schadstoffbelasteten Materialien.

Aus der DE 25 31 333 C3 ist es bekannt, gebrochenen Blähton als Mittel zur Feuchtigkeitsspeicherung in Pflanzböden einzusetzen. Eine Dekontaminierung bzw. Sanierung von mit Schadstoffen belasteten Böden ist mit diesem Material jedoch nicht möglich.

Die DE 38 16 679 A1 beschreibt eine Vorrichtung, nämlich einen Durchflußreaktor, und ein Verfahren zur kontinuierlichen Beseitigung von Schadstoffen aus Wässern. Für die Beseitigung der Schadstoffe werden immobilisierte Mikroorganismen verwendet, wobei die Mikroorganismen auf einem porösen Trägermaterial immobilisiert werden. Nachteilhaft an dem bekannten Verfahren ist, daß die verwendeten porösen Träger für die immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen keine idealen Lebens- und Vermehrungsbedingungen bieten.

Weiterhin ist bereits ein Verfahren bekannt, mittels dessen die Aufarbeitung kontaminierter Böden mit schadstoffabbauenden Bakterien erfolgt. Hierzu wird der verseuchte Boden mechanisch aufbereitet und mit organischen Zuschlägen und Grobanteilen versetzt. Die je nach Art der Belastung definierten Bakterien werden in einer Nährlösung vermehrt und mit dieser zusammen durch Aufsprühen der fertigen Bodenmischung zugeführt.

Die Effektivität dieses Verfahrens wird jedoch dadurch begrenzt, daß es nicht gelingt, eine homogene und stabile Untermischung der Mikroorganismen zu erreichen und diesen optimale Lebens- und Vermehrungsbedingungen zu bieten. Wichtige Faktoren sind hierbei eine ausreichende Wasser- und Nährstoffversorgung sowie beim Einsatz von aeroben Mikroorganismen eine gute Luftzuführung im gesamten Schichtaufbau. Um den eingesetzten Mikroorganismen optimale Lebens- und Vermehrungsbedingungen zu bieten, müssen die mit schadstoffabbauenden Bakterien beaufschlagten Böden in sogenannten Mieten häufig umgeschichtet werden, bis die den Boden belastenden Stoffe bis auf einen vorgegebenen Grenzwert abgebaut sind. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß die eingesetzten, hochspezialisierten Mikroorganismen mit der natürlicherweise vorhandenen Bodenmikroflora in eine direkte Konkurrenz um Wasser und Nährstoffe sowie gegebenenfalls Sauerstoff treten müssen, dem sie aufgrund ihrer hohen Spezialisierung meist nicht gewachsen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Blähton und/oder Blähschiefer sowie ein Herstellungsverfahren für einen Blähton und/oder Blähschiefer mit immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch den Blähton und/oder Blähschiefer nach dem unabhängigen Anspruch 1, das Herstellungsverfahren des unabhängigen Anspruchs 5 sowie die Verwendung des Blähtons und/oder Blähschiefers des unabhängigen Anspruchs 15. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung, den Beispielen sowie der Zeichnung.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, gebrochenen Blähton bzw. Blähschiefer vor einem Einsatz zur Schadstoffentfernung aus schadstoffbefrachteten Substanzen mit geeigneten Mikroorganismen zu beaufschlagen.

Im Fall der Immobilisierung von Mikroorganismen an gebrochenem Blähton bzw. Blähschiefer erfolgt ein Anbinden der Biokatalysatoren an den Carrier durch Adsorption. Die Zellen haften an dem Festkörper. Durch die poröse Struktur ist es möglich, eine hohe Beladung mit Biokatalysatoren und damit eine hohe spezifische Aktivität zu erreichen. Die Kapazität der Immobilisierung wird u. a. durch die besiedelbare Oberfläche des Trägermaterials bestimmt und durch einen Porengrößenbereich von ca. 2 µm bis ca. 50 µm begrenzt. Diese besiedelbare Oberfläche liegt bei einem ungebrochenen Blähton- bzw. Blähschiefermaterial bei ca. 6 m²/l. Durch Aufbrechen wird diese Fläche auf ca. 50 m²/l erhöht. Daher wird erfindungsgemäß gebrochenes Trägermaterial verwendet. Neben der besiedelbaren Oberfläche erhöht sich die Porenwandfläche im pflanzenverfügbaren Wasserspeicherbereich bei gebrochenem Material auf ca. 400 m²/l (für den Bereich 0,2 µm bis 50 µm).

Da diese Wandflächen aus halboffenen Rundporen bestehen, die nicht durchgehend miteinander verbunden sind, wird der Verdunstung über die Oberfläche (Evaporation) weitestgehend entgegengewirkt. Dies bewirkt bei der Immobilisierung, daß die mit Bakteriensuspension getränkten gebrochenen Blähton- bzw. Blähschiefer-Körner völlig autarke Inseln bilden, die über lange Zeit in der Lage sind, Bedingungen zu schaffen, unter denen sich die definierten Mikroorganismen bzw. Bakterien ohne Selektionsdruck selbst nachproduzieren. Der Anteil an dränenden Grobporen (größer als 50 µm) sorgt für eine permanente Luft- bzw. Sauerstoffversorgung, d. h. der gebrochene Blähton bzw. Blähschiefer selbst bietet den Mikroorganismen eine ideale Lebens- und Versorgungsgrundlage. Dieser mit immobilisierten Mikroorganismen beaufschlagte, gebrochene Blähton bzw. Blähschiefer läßt sich mit herkömmlichen Geräten leicht in Böden einarbeiten und vermischen und ermöglicht so eine homogene Verteilung im Substrat. Der gebrochene Blähton bzw. Blähschiefer selbst sorgt während des biologischen Abbaus für permanente Belüftung und Feuchtigkeitsabgabe und damit für ein optimales Klima für die Mikroorganismen. Aufgrund seiner inerten, keramischen Eigenschaften ist Blähton bzw. Blähschiefer in seiner gebrochenen Form stabil gegen Verrottung und Erosion.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gegenstandes besteht darin, daß dabei ohne Zusatz von Komposten oder ähnlichen organischen, festen Zuschlägen gearbeitet werden kann. Dadurch ergibt sich z. B. die Möglichkeit, eine biologische Sanierung bei reinen Bausanden oder Kiesen durchzuführen. Sande und Kiese können nach Abschluß der Sanierung wieder als bebauungsfähige Untergrundsubstrate oder Zuschläge für die Betonindustrie verwendet werden, da sie frei von bindigen bzw. organischen Anteilen bleiben.

Besonders geeignet ist der Einsatz von mit Mikroorganismen beaufschlagtem, gebrochenem Blähton und/oder Blähschiefer bei der Sanierung von mit Kohlenwasserstoffen kontaminiertem Bodenmaterial, beispielsweise mit Erdöl verseuchtem Sand. Insbesondere können dabei Bakterien eingesetzt werden, die das Erdöl als Kohlenstoffquelle verwerten können. Dabei ist es wichtig, daß die Erdölbestandteile von den Bakterien zu unschädlichen Molekülen ab- oder umgebaut werden.

Prinzipiell ist es möglich, Mikroorganismen einzusetzen, die einen beliebigen Schadstoff verwerten und in unschädliche Substanzen zersetzen können. Vorzugsweise handelt es sich bei den zugesetzten Mikroorganismen um Bakterien. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wie vorstehend bereits erwähnt, wenn die verwendeten Bakterien Kohlenwasserstoffe verwerten können.

Die zur Immobilisierung einzusetzenden Mikroorganismenkulturen werden nach gängigen mikrobiologischen Verfahren gewonnen. Dazu erfolgt eine selektive Anreicherung von Mikroorganismen aus dem belasteten Ausgangsmaterial. Hierbei gilt es, die endogene Mikroflora auf ihre Fähigkeit zu testen, den (die) zu beseitigenden Schadstoff(e) abzubauen. Im Anschluß an die Selektion wird die Mikroorganismenproduktion aufgenommen. Falls vorhanden kann selbstverständlich auch auf bereits verfügbare Starterkulturen zurückgegriffen werden.

Die Immobilisierung von Mikroorganismen an gebrochenem Blähton/Blähschiefer geschieht gemäß dem nachfolgend näher erläuterten Verfahren.

Bedingt durch den Produktionsprozeß ist gebrochener Blähton bzw. Blähschiefer mit abschlämmbaren Anteilen (d < 0,063 mm) belastet. Dieser abschlämmbare Anteil muß vorher abgewaschen werden, damit gebrochener Blähton bzw. Blähschiefer als Trägermaterial eingesetzt werden kann. Das Schmutzwasser kann zur Befeuchtung von sandigem Bodenmaterial (Verbesserung der Korngrößenverteilung) eingesetzt werden. Nach dem Waschvorgang wird das Trägermaterial üblicherweise für zwei Tage mit einem gepufferten Mineralmedium konditioniert.

Die eigentliche Immobilisierung erfolgt dann in einem geeigneten Reaktor, beispielsweise einem Fluid-Mixed-Bed- Reaktor (FMB-Reaktor). Der Reaktor wird mit gebrochenem Blähton und/oder Blähschiefer sowie wäßriger Phase (Mineralmedium bzw. Bakteriensuspension) aufgefüllt. Durch vorhandene Rührwerke wird die wäßrige Phase im unteren Bereich in Bewegung gehalten, wodurch eine homogene Flüssigkeitsverteilung sowie eine Beladung des Carriers ohne größere Scherkraftwirkung erzielt wird.

Die Sauerstoffversorgung kann durch den Einsatz von Wasserstoffperoxid, beispielsweise durch eine 30%ige Lösung, erfolgen. Es ist von Vorteil, die Dosierstation so anzuordnen, daß die Dosierung unmittelbar in Höhe der Rührwerke erfolgt. Der Reaktor ist günstigerweise über ein Füllrohr sowie ein Dränrohr mit einer Biofermenteranlage verbunden, in der die schadstoffabbauenden Mikroorganismen kultiviert werden.

Durch Niveauausgleich wird ein Rücktransport der Bakteriensuspension durch das Dränrohr in den Fermenter bei gleichzeitigem Einspeisen von Bakteriensuspension aus dem Biofermenter gewährleistet. Die Einspeisung aus dem Fermenter in den Reaktor erfolgt über eine geeignete Pumpe, welche die Bakterienlösung über einen horizontal in der aufschwimmenden Schicht aus gebrochenem Blähton bzw. Blähschiefer angebrachten Füllstutzen in die Trägermaterialschwimmschicht hineinpumpt. Zur Immobilisierung anaerober Mikroorganismen wird der Reaktor unter anoxischen Bedingungen betrieben. Dazu ist eine gasdichte Bauweise und der Eintrag von beispielsweise Stickstoff zur Aufrechterhaltung der Anaerobiose des Reaktors notwendig.

Die Dauer der Immobilisierungsreaktion sollte zwischen 2 und 200 Stunden liegen. Bei kürzeren Reaktionszeiten ist die Absorption der Mikroorganismen an den Trägerstoff noch nicht vollständig abgeschlossen, bei Reaktionszeiten über 200 Stunden dagegen können Desorptionsvorgänge die Oberhand gewinnen. Die Umsetzungszeit im Reaktor zur Immobilisierung der Mikroorganismen beträgt daher vorzugsweise 20 bis 70 Stunden und insbesondere 50 Stunden. In Versuchsreihen mit Festbettreaktoren wurde über einen Zeitraum von 50 Stunden eine Immobilisierungseffizienz (Prozent immobilisierter Zellen) von etwa 50% ermittelt.

Nach Beendigung der Immobilisierungsphase wird die Flüssigphase über das Dränagesystem entfernt. Das mit Mikroorganismen beladene, gebrochene Blähton-/Blähschiefer­ material kann unmittelbar verwendet werden. Beispielhaft seien die nachfolgend angegebenen Einsatzmöglichkeiten erwähnt.

a. Abwasser-, Abluftreinigung

Das beladene, gebrochene Blähton- bzw. Blähschiefermaterial wird in Abwasser- bzw. Abluftreinigungsanlagen wie beispielsweise Festbett- oder Wirbelschichtreaktoren eingebracht und das Abwasser oder die Abluft werden solange behandelt, bis der Schadstoffgehalt des Fluids einen vorbestimmten Grenzwert erreicht hat.

b. Bodenreinigung

Der zu behandelnde Boden wird klassifiziert. Anthropogene Verunreinigungen wie Schrott und Müll werden aussortiert. Grobbestandteile wie Steine und Beton werden, soweit schadstoffbelastet, gebrochen. Nach eingehender Laborkontrolle wird der Boden mit Nährstoffen und dem spezifischen Immobilisat vermischt. Im Anschluß daran wird das Material in Mieten aufgeschichtet. Dabei ist darauf zu achten, daß die Parameter Temperatur, Bodenfeuchte und Nährstoffgehalt optimal eingestellt, dauernd überwacht und gegebenenfalls nachreguliert werden. Ein günstiges, gleichbleibendes Milieu für die Mikroorganismen kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, indem die Bodenbehandlung in Hallen oder Zelten erfolgt. Die Wasserversorgung und Bodenbelüftung werden durch das eingesetzte, gebrochene Blähton- bzw. Blähschiefermaterial entscheidend verbessert. Dies hat zur Folge, daß die Bodenmieten in Abhängigkeit von der Menge an zugesetztem, gebrochenem Blähton- bzw. Blähschiefermaterial nur in größeren Abständen umgesetzt werden müssen als Mieten, die keine auf Blähton- bzw. Blähschiefer immobilisiert aufgebrachten Mikroorganismen enthalten.

Die einzusetzende Mindestmenge von mit Immobilisat beaufschlagtem Blähton bzw. Blähschiefer beträgt vorzugsweise 10 Volumen-%. Eine Obergrenze ist unkritisch. Bei einer Kosten-/Nutzenanalyse hat sich gezeigt, daß ein Anteil von 25 bis 30 Volumen-% besonders günstig ist. Für eine darüber hinausgehende Verbesserung der Bodenfeuchte und Sauerstoffversorgung kann wassergetränktes, nicht mit Immobilisat beaufschlagtes Blähton- bzw. Blähschiefermaterial eingesetzt werden.

c. Schlammverfahren

Der Einsatz von mit Mikroorganismen beladenem, gebrochenem Blähton- bzw. Blähschiefermaterial in Suspensionsverfahren ist durch die physikalischen Eigenschaften, z. B. geringe Dichte der Suspension, besonders günstig. Es hat sich als vorteilhaft für die Reinigung von Schlämmen erwiesen, wenn diese einen Wassergehalt von 60 bis 80 Volumen-% aufweisen.

Der vorbehandelte Carrier zeigt in Schlamm ein hervorragendes Verteilungsverhalten, ist inert und kann nach Beendigung des Reinigungsprozesses für einen weiteren Reinigungsschritt problemlos separiert werden.

Für Schlammverfahren wird vorteilhafterweise eine Mindestmenge von 5 Volumen-% an mit Immobilisat beaufschlagtem, gebrochenem Blähton bzw. Blähschiefer eingesetzt. Besonders bevorzugt sind 15 bis 30 Volumen-%, insbesondere 25 Volumen-%.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Gegenstands lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Gebrochener Blähton/Blähschiefer ist universell einsetzbar zur Immobilisierung von aeroben und anaeroben Mikroorganismen.

Gebrochener Blähton/Blähschiefer stellt ein präadaptiertes Reaktorfüllmaterial in der Abluft- und Abwasserreinigung dar.

Gebrochener Blähton/Blähschiefer ist ein preisgünstiges und wiederverwendbares Trägermaterial für den Bereich der biologischen Reinigung von Substraten.

Auf gebrochenem Blähton/Blähschiefer immobilisierte Mikroorganismen lassen sich homogener in kontaminierten Substraten verteilen als andere Mikroorgansimen.

Bei der Bodensanierung kann das Einbringen der Trägerstoffe mit aufgebrachten immobilisierten Mikroorganismen mit herkömmlichen Erdbearbeitungsmaschinen erfolgen. Auch bei hoher Schichtdicke ist eine gute Luftführung gewährleistet, da der gebrochene Blähton/Blähschiefer eine Verdichtung bzw. Erosion des Substrats verhindert.

Durch die günstigen Lebensbedingungen und die selbständige Nachproduktion ergeben sich hohe Standzeiten für die Mikroorganismen. Durch die Verwendung von auf gebrochenem Blähton/Blähschiefer immobilisiert aufgebrachten Mikroorganismen ist eine Reduzierung der mechanischen Bodenbearbeitungsintervalle möglich.

Mit Immobilisat beaufschlagter, gebrochener Blähton/Blähschiefer ist ein geeigneter Katalysator für den Schadstoffabbau und ein Strukturverbesserer in der Bodensanierung im Rahmen von Mietentechniken, da das Material universell einsetzbar für alle Bodenarten ist, die Wasserversorgung ("Pufferwirkung") optimiert wird, ein Selektionsvorteil für hochspezialisierte Mikroorganismen gegenüber der autochthonen Mikroflora im Boden geschaffen wird, ein Eintrag von leicht verwertbaren, komplexen (undefinierten) Substraten, wie dies bei der Anwendung von Stroh, Borken- oder sonstigem Mulchmaterial der Fall ist, vermieden wird, keine Maskierung von Schadstoffen erfolgt, wie dies z. B. beim Einsatz von huminstoffhaltigen Zuschlagstoffen möglich ist, im Hinblick auf die spätere Wiederverwendung eine Strukturverbesserung erzielt wird und im Fall von bindigen Böden eine dauerhafte Strukturverbesserung erreicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Immobilisierung von kohlenwasserstoffabbauenden Bakterien auf gebrochenem Blähton näher erläutert.

Beispiel 1

Zunächst wurde eine Bakterienmischkultur aus einer mit Mineralöl belasteten Bodenprobe in einem phosphatgepufferten Mineralsalzmedium (MMF60) unter Zugabe von 0,5% (v/v) Kohlenwasserstoff (Diesel/Mineralöl 1 : 1) angereichert. Nach mehreren Überimpfungsschritten in frisches Medium erfolgte der scale-up Schritt unter Zugabe von 0,01% (v/v) Pepton und 0,2% (v/v) Kohlenwasserstoff. Der verwendete Produktionsfermenter hatte ein Fassungsvolumen von 5000 l.

Es handelte sich hierbei um einen Blasensäulenreaktor mit externer Umwälzung über eine Kreiselpumpe.

Für Versuche im Labormaßstab wurde die Kultur in einem komplexen Vollmedium (TGE-Medium; Angaben in g/l Trypton 5,0/Fleischextrakt 3,0/Glucose 1,0/Aqua dest. 100 ml, pH 7,0) für 2 Tage bis zum Ende der logarithmischen Wachstumsphase inkubiert. Im Anschluß daran wurde die Biomasse abzentrifugiert und das Bakterienpellet in ein kohlenstofffreies Mineralmedium (MMF60) überführt. Somit war gewährleistet, daß die Kultur nicht weiter wuchs. Mit dieser Kultur konnten Versuche zur Ermittlung der Immobilisierungseffizienz durchgeführt werden.

Bei der Ermittlung der Immobilisierungseffizienz wurden Festbettreaktoren aus Glas (Fa. Schott, DN 80, Länge 500 mm) eingesetzt. Die Reaktoren wurden mit Trägermaterial (gebrochener Blähton, Korngröße 4 bis 8 mm) gefüllt. Die Flußrate betrug 2 vvh. Über eine PTFE-Membranpumpe wurde die Bakteriensuspension (abzentrifugierte Biomasse in kohlenstofffreiem Mineralmedium gelöst, siehe oben) von oben über ein "Schlitzrohr" in das Festbett gepumpt. Der Füllstand in dem Festbettreaktor wurde über ein "Schwanenhalsrohr" derart eingestellt, daß eine kontinuierliche Flutung und Entleerung des Festbettes erfolgte. Über den Probenentnahmestutzen wurden regelmäßig Proben der umlaufenden Bakteriensuspension entnommen und die Gesamtzellzahl mittels Thomakammer bestimmt. Als weiterer Parameter zur indirekten Zellzahlbestimmung wurde die optische Dichte (OD) bestimmt. Die Abnahme der umlaufenden Anzahl der Zellen ist ein Maß für die Immobilisierung der Bakterien. Fig. 1 zeigt die Bestimmung der optischen Dichte (OD) bei 600 nm über einen Zeitraum von 120 h für vier verschiedene Blähtonmaterialien. Die deutliche Abnahme des Ausgangsextinktionswerts von über 3 auf Werte zwischen 0,1 und 2 zeigt, daß ein erheblicher Teil der Bakteriensuspension entzogen und auf dem Blähtonmaterial immobilisiert wurde. Weiterhin zeigte es sich, daß bis auf das Blähtonmaterial 3, das lediglich zufriedenstellende Werte zeigte, hervorragende Immobilisierungswerte erzielt werden konnten. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß nach etwa 50 h zwischen 30 und 65% der aus dem Fermenter in den Reaktor eingebrachten Bakterienzellen von dem Blähtonträgermaterial aus der umströmenden Bakteriensuspension fixiert worden waren. Dabei zeigte sich bei einer Versuchsreihe, die 2 bis 200 h dauerte, daß innerhalb der ersten Stunden des Immobilisierungsvorgangs eine sehr rasche Biomasseadsorption auftritt. Im Anschluß daran wurden bereits Desorptionserscheinungen erkennbar.

Beispiel 2

Anschließend an die im vorstehendem Beispiel genannten Versuche im Labormaßstab wurden auch Untersuchungen im industriellen Maßstab wie nachfolgend angegeben durchgeführt.

Als Trägermaterial kam wiederum gebrochener Blähton mit einer Korngrößenverteilung von 4 bis 8 mm zum Einsatz. Die Immobilisierung erfolgte in einem 30 m³ fassenden Fluid- Mixed-Bed-Reaktor (FMB-Reaktor). Dazu wurde die Wanne des FMB-Reaktors mit 15 m³ gebrochenem Blähton gefüllt. Der Reaktor wurde mit einer wäßrigen Phase (Mineralmedium bzw. Bakteriensuspension) aufgefüllt. Durch ein Propellerrührwerk wurde die wäßrige Phase im unteren Bereich in Bewegung gehalten, wodurch eine homogene Flüssigkeitsverteilung sowie eine Beladung des Carriers ohne größere Scherkraftwirkung erzielt wurde.

Der FMB-Reaktor war über ein Füllrohr sowie ein Drainrohr mit dem Biofermenter verbunden. Durch Niveauausgleich wurde hierbei ein Rücktransport der Bakteriensuspension durch das Drainrohr in den Fermenter bei gleichzeitigem Einspeisen von Bakteriensuspension aus dem Biofermenter gewährleistet. Die Einspeisung aus dem Fermenter in den FMB-Reaktor erfolgte über eine Kreiselpumpe, welche die Bakterienlösung über einen horizontal in der aufschwimmenden Blähtonschicht angebrachten Füllstutzen in die Trägermaterialschwimmschicht hineinpumpte.

Sowohl zur Waschung des Blähtonmaterials mit Leitungswasser als auch zur Konditionierung mit Mineralmedium wird eine weitere 30 m³ fassende Wanne eingesetzt. Über eine Exzenterschneckenpumpe wurde diese weitere Wanne alternativ zum Biofermenter in das System eingebaut. Die Waschung und Konditionierung des Blähtonmaterials war wie nachfolgend angegeben.

Die Reaktorwanne wurde mit 10 m³ Leitungswasser gefüllt. Im Anschluß daran wurden 15 m³ Blähtongranulat mittels Silowagen eingeblasen. Danach wurde der Reaktor mit Leitungswasser geflutet. Unter Einsatz des Propellerrührwerks des FMB- Reaktors und gleichzeitiger Umwälzung des Waschwassers über eine Exzenterschneckenpumpe wurde das Trägermaterial zweimal gewaschen. Das Schmutzwasser wurde über das Drainrohrsystem abgelassen, jeweils in einer Schmutzwasserwanne gesammelt und zur Befeuchtung von sandigem Bodenmaterial (Verbesserung der Korngrößenverteilung) eingesetzt. Nach dem zweiten Waschvorgang wurde die Reaktorwanne mit Mineralmedium (MMF60) geflutet und das Carriermaterial so für zwei Tage konditioniert.

Der Verfahrensablauf der Immobilisierung war wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Sauerstoffversorgung der Bakterien in dem FMB-Reaktor wurde durch den Einsatz von 30%igem Wasserstoffperoxid gewährleistet. Die Dosierstation war so angeordnet, daß die Dosierung unmittelbar in Höhe des Propellerrührwerks erfolgte.

Im Biofermenter wurden Bakterien mit Hilfe eines Seitenkanalverdichters mit Sauerstoff versorgt.

Der Immobilisierungsprozeß wurde über einen Zeitraum von zwei Tagen durchgeführt.

Nach Beendigung der Immobilisierung wurde die Flüssigphase über das Drainagesystem entfernt.

Das so erhaltene, mit immobilisierten Bakterien beaufschlagte, gebrochene Blähtonmaterial kann entweder unmittelbar verarbeitet oder in sogenannte "Big bags" abgefüllt und zu den entsprechenden Einsatzstellen transportiert werden. Hierbei ist darauf zu achten, daß das Material während des Transports und/oder der Lagerung nicht austrocknet und möglichst rasch eingesetzt wird.

Claims (17)

1. Blähton und/oder Blähschiefer mit einem Gehalt an immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, daß der Blähton und/oder Blähschiefer gebrochen ist.

2. Blähton und/oder Blähschiefer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Mikroorganismen um Bakterien handelt.

3. Blähton und/oder Blähschiefer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterien Kohlenwasserstoffe umsetzen können.

4. Blähton und/oder Blähschiefer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Korngröße 4 bis 8 mm beträgt.

5. Verfahren zur Herstellung eines Blähtons und/oder Blähschiefers mit immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit den folgenden Schritten:

• a. Einbringen von gebrochenem Blähton oder gebrochenem Blähschiefer in ein Reaktionsgefäß,
• b. Zugabe einer Mikroorganismensuspension in das Reaktionsgefäß, sowie
• c. Rühren der flüssigen Phase in dem Reaktionsgefäß mittels eines Rührwerks.

17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff erdölverseuchter Sand ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rühren über einen Zeitraum von 2 bis 200 Stunden, vorzugsweise 20 bis 70 Stunden, insbesondere 50 Stunden, erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß ein Fluid- Mixed-Bed-Reaktor ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk ein Propellerrührwerk ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Sauerstoffversorgung in dem Reaktionsgefäß durch die Zugabe von Wasserstoffperoxid erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffperoxid 30%ig ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffperoxid in Höhe des Rührwerks in das Reaktionsgefäß eingebracht wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß kontinuierlich mit einer Fermenteranlage, in welcher der Mikroorganismus kultiviert wird, verbunden ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Immobilisierung anaerober Mikroorganismen ein gasdichtes, mit einem sauerstofffreien Medium gefülltes Reaktionsgefäß verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Mikroorganismus ein kohlenwasserstoffumsetzendes Bakterium ist.

15. Verwendung des Blähtons und/oder Blähschiefers nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder des nach einem der Ansprüche 5 bis 14 hergestellten Blähtons und/oder Blähschiefers zur Reinigung von schadstoffbelasteten Materialien.

16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das schadstoffbelastete Material ein Feststoff ist.