HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brechen von Wasser
und Öl enthaltenden Emulsionen unter Verwendung von Mikroorganismen,
dafür verwendete Mikroorganismen und die Mikroorganismen aufweisenden
Demulgatoren.
2. Zugehörige Fachgebiete
-
Komplexe Wasser-in-Öl (W/O)- und Öl-in-Wasser (O/W)-Emulsionen
werden bei verschiedenen Erdölgewinnungs- und Erdölverarbeitungs-Verfahren
erzeugt. Vor der Weiterverarbeitung der Erdöl-Phase müssen die
Emulsionen gebrochen und die wässrige Schicht von dem Öl abgetrennt werden.
Diese Abtrennung ist mühsam und schwierig, so dass die Destabilisierung
von Emulsionen ein dauerndes und kostspieliges Problem ist, für das
kontinuierlich bessere Lösungen gesucht werden.
-
W/O-Emulsionen werden bei der Gewinnung und Verarbeitung von Roh-
Ölen erzeugt. Tenside, Dampf und/oder Wasser wird verwendet, um eine
Emulsion zu bilden, um die Fördermenge zu verbessern sowie die Fluidität
und Beweglichkeit 2u erhöheit Bei der Ölverarbeitung werden stabile
Emulsionen gebildet in einem Verfahren zur Entfernung der Feuchtigkeit und
darin enthaltener hochkonzentrierter Salze.
-
O/W-Emulsionen werden in verschiedenen Stadien gebildet, wie bei dem
Rohöl-Gewinnungsverfahren, dem Waschverfahren von
Rohöl-Transporttankern und -Lagertanks, dem Öl-Verarbeitungsverfahren und -Behandlungsverfahren
zur Lagerung von. Ölprodukten und so weiter. Zusätzlich
werden Überschussmengen an Industrieabwasser-Emulsionen von
fabrikmäßigen Nahrungsmittelherstellern, Staubbekämpfungsanlagen und
Ölbehandlungsfabriken erzeugt. Die Industrie- und Haushalts-Abwässer können
eine schwere Umweltvergiftung verursachen. Zusätzlich zu Schwierigkeiten,
denen man bei der Handhabung dieser Emulsionen wegen ihrer hohen
Viskosität begegnet, ist es auch schwierig, diese Emulsionen in der Form von
Abwasser zu behandeln. Um emulgiertes Abwasser zu behandeln, ist es
zuerst notwendig, die Emulsionen zu brechen und sie in Wasser- und
Öl-Bestandteile zu trennen.
-
Im Falle der Durchführung einer chemischen Reaktion in einem aus einer
Öl-Phase und einer Wasser-Phase bestehenden Zwei-Phasen-System ist die
Bildung einer Emulsion durch Tensid-Zugabe beispielsweise bei der
Emulsionspolymerisation bekannt, und wegen der beträchtlichen Probleme, denen
man begegnet, wenn man versucht, das Tensid nach der Reaktion zu
entfernen, wurde der Tensidgebrauch begrenzt.
-
Darüber hinaus wird in dem Fall von Bio-Verarbeitungstechnologie, wobei
Desulfurisierung, Demetallisierung und Denitrifizierung und so weiter an
Rohöl und Ölprodukten durch Anwendung von Biotechnologie durchgeführt
werden, durch Biotenside, die von den verwendeten Mikroorganismen
erzeugt werden, eine Emulsion gebildet. Obwohl Biotenside die biologischen
Aufarbeitungsreaktionen fördern, müssen, da man ernsthaften Problemen
begegnet, wenn man versucht, nach Vollendung der Reaktionen die Öl- und
Wasser-Bestandteile zu trennen, effiziente Mittel zum Brechen der
Emulsionen gefunden werden. Verschiedene andere Mittel zur Lösung dieser
Probleme werden, abhängig von bestimmten Fällen, auf verschiedenen
Wegen vorgeschlagen.
-
Zu im Stand der Technik bekannten Verfahren zum Brechen von
Emulsionen gehören Verfahren, die einen anorganischen oder organischen
Demulgator verwenden, und Verfahren, die Emulsionen mechanisch behandeln.
Ein
Beispiel für ein Verfahren, das ein anorganisches emulsionsbrechendes
Mittel verwendet ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr.
54-156268 beschrieben, wobei das Verfahren ein anorganisches Salz wie
Natriumchlorid oder Kaliumchlorid verwendet. Ein Verfahren, das ein
Gemisch aus Aluminiumchlorid und Eisen(III)chlorid als ein
Koagulationsmittel verwendet, ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr.
50-116369 beschrieben, während ein Verfahren, das Aluminiumsulfat oder
Eisenchlorid und so weiter als Koagulationsmittel verwendet, in der
ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4649899 beschrieben ist.
Außerdem beschreibt die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr.
46-33131 ein Verfahren, das Eisen(III)sulfat verwendet.
-
Außerdem beschreibt, als ein Beispiel für ein Verfahren, das eine organische
Substanz verwendet, die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr.
54-10557 ein Verfahren, bei dem eine Emulsion durch Filtration gebrochen
wird, nachdem die Viskosität der Emulsion durch Verwendung eines
Zusatzstoffes auf Polyoxyethylen-alkylphenyl-ether Basis verringert wurde.
Andererseits beschreibt, als ein Beispiel Für ein mechanisches
Behandlungsverfahren, die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 53-91462
ein Verfahren, bei dem eine Emulsion durch einen Filter mit
Demulgierwirkung filtriert wird.
-
Andererseits beschreibt die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 57-187098 ein Verfahren, bei dem suspendierte Feststoffe einschließlich
Kaolin-Ton unter Verwendung von zur Gattung Aeromonas gehörenden
Mikrooranismen behandelt werden, wonach durch Aggregation dieser
organischen Substanzen COD, BOD und so weiter erniedrigt werden. Außerdem
wird in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 52-116647,
der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 52-11646, der
ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 51-133954 und der
ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 51-133475 ein Verfahren
beschrieben, bei dem spezielle organische Verbindungen enthaltendes
Industrieabwasser unter Verwendung von zur Gattung Aeromonas gehörenden
Mikroorganismen, die die Fähigkeit haben, diese speziellen organischen
Verbindungen aufzunehmen und zu zersetzen, behandelt wird.
-
US-A-4 432 887 offenbart ein Verfahren und Zusammensetzungen zum
Brechen von Öl-in-Wasser- und Wasser-in-Öl-Emulsionen. Zum
Demulgieren wird flüssige Bouillon verwendet, die sich aus der Kultur und dem
Wachstum eines demulgierende Fermentationsprodukte erzeugenden
bakteriellen Mikroorganismus darin ergibt. Der Mikroorganismus ist ausgewählt
unter Nocardia amarae, Noeardia erythropolis, Rhodococcus aurantiacus,
Rhodococcus rubropertinctus, Arthrobacter paraffineus, Corynebacterium
hydrocarboclastus, Corynebacterium oxydans, Corynebacterium
petrophilum, Corynebacterium lepus, Corynebacterium fascians, Corynebacterium
hydrocarbooxydans, Mycobacterium cuneatum, Mycobacterium
petroleophillum, Mycobacterium parafortuitum, Mycobacteriuxn rhodochrous und
Mycobacterium brevicale.
-
Jedoch ein Verfahren, bei dem aus Wasser und Öl bestehende Emulsionen
unter Verwendung von Bakterien spezieller Alteromonas-Spezies oder
Bakterien spezieller Aeromonas-Spezies gebrochen werden, ist im Stand der
Technik nicht bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Wie oben beschrieben wurde, verwenden die meisten bekannten Verfahren
zum Brechen von Wasser und Öl enthaltenden Emulsionen organische oder
anorganische Koagulationsmittel, oder sie verwenden mechanische
Behandlung. Jedoch in dem Fall von Verfahren, die ein Koagulationsmittel
verwenden, bleibt nach der Behandlung eine große Menge anorganisches Salz oder
organische Substanz in dem Abwasser, was eine Vergiftung der Umwelt
verursacht Außerdem erfordert die Entfernung dieser Substanzen
beträchtliche Kosten. Außerdem ist im Fall mechanischer Behandlungsverfahren zur
Durchführung der Behandlung eine kostspielige Apparatur erforderlich,
wodurch die Kosten der Abfahflüssigkeit-Behandlung steigen.
-
Demulgatoren, die ein besonders niedriges Niveau an Umweltvergiftung
schaffen, sind erforderlich, um Emulsionen zu brechen, um die Ausbeute bei
Rohöl-Gewinnungsverfahren zu verbessern. Es sind auch Demulgatoren
erforderlich, die für Mikroorganismen harmlos sind, die bei biologischer
Behandlung verwendet werden, um sie wiederzuverwenden unter Kontrolle
der Bildung und des Brechens von Emulsionen bei biologischen Verfahren.
-
So schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Brechen von
Emulsionen, ohne Umweltprobleme zu verursachen, bei niedrigen Kosten und
unter Beteiligung eines einfachen Verfahrens, einen Demulgator dafür, und
neue Mikroorganismen mit einer Fähigkeit zum Brechen von Emulsionen.
-
Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum
Brechen einer Wasser und Öl enthaltenden Emulsion, aufweisend die
Schritte des Mischens einer Wasser und Öl enthaltenden Emulsion mit
Bakterienzellen oder einer Kultur eines Mikroorganismus, der ausgewählt ist aus der
Gruppe, die besteht aus Aeromonas hydrophila W3C (FERM BP-5558) und
Aerornonas hydrophila W3T (FERM HP-5559), der zum Brechen einer
Wasser und Öl enthaltenden Emulsion in der Lage ist, um eine wässrige
Schicht und eine aus Bakterienzellen und Öl bestehende aggregierte Schicht
zu bilden, und des Trennens dieser Schichten.
-
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum
Brechen einer Wasser und Öl enthaltenden Emulsion aufweisend die Schritte
des Mischens einer Wasser und Öl enthaltenden Emulsion mit einer Kultur,
Bakterienzellen oder einem Kulturüberstand eines Mikroorganismus, der
ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus der Alteromonas-Spezies
MBI #535 (FERM BP-5560) und Alteromonas-Spezies MBI #1121 (FERM
BP-5561), und des Trennens der Emulsion in eine wässrige Schicht und eine
Ölschicht.
-
Außerdem schafft die vorliegende Erfindung einen Demulgator, aufweisend
Bakterienzellen oder eine Kultur eines Mikroorganismus, der ausgewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus Aeromonas hydrophila W3C (FERM BP-
5558) und Aeromonas hydrophila W3T (FERM-BP 5559), der Zum Brechen
einer Öl und Wasser enthaltenden Emulsion in der Lage ist.
-
Außerdem schafft die vorliegende Erfindung einen Demulgator aufweisend
Bakterienzellen oder eine Kultur oder einen Kulturüberstand eines zur
Gattung Alteromonas gehörenden Mikroorganismus, der die Alteromonas-
Spezies MBI #535 (FERM BP-5560) oder Alteromonas-Spezies MBI #1121
(FERM BP-5561) ist, der zum Brechen von Wasser und Öl enthaltenden
Emulsionen in der Lage ist.
-
Die vorliegende Erfindung schafft auch Bakterienzellen oder eine Kultur
eines Mikroorganismus, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus
Aeromonas hydrophila W3C (FERM BP-5558) und Aeromonas hydrophila
W3T (FERM BP-5559).
-
Außerdem schafft die vorliegende Erfindung Bakterienzellen oder eine
Kultur oder einen Kulturüberstand eines Mikroorganismus, der ausgewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus der Alteromonas-Spezies MBI #535 (FERM
BP-5560) und der Alteromonas-Spezies MBI #1121 (FERM BP-5561).
KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die den zeitlichen Verlauf
der Demulgierung einer T/S-Emulsion durch MBI #535-
und MBI #1121-Stämme der vorliegenden Erfindung
zeigt.
-
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die den zeitlichen Verlauf
der Demulgierung einer L92-Emulsion durch Stämme der
vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Wirkung einer
Menge einer MBT #535-Kultur der vorliegenden Erfindung
auf die Demulgierung von TIS- und L92-Emulsionen
zeigt.
-
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die einen Vergleich von
MBI #535 der vorliegenden Erfindung und der Typus-
Stämme der Gattung Alteromonas zeigt.
-
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Wirkung des pH
auf die Demulgierung eines Modells von emulgiertem
Abwasser durch den W3C-Stamm der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Wirkung einer
Menge von Bakterienzellen des W3C-Stamms der
vorliegenden Erfindung auf die Demulgierung eines Modells
von emulgiertem Abwasser (0,3% Öl Gew./Gew.) zeigt.
-
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Wirkung einer
Menge von Bakterienzellen des W3C-Stamms der
vorliegenden Erfindung auf die Demulgierung eines Modells
von emulgiertem Abwasser (3% Öl Gew.-/Gew.) zeigt.
-
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die den zeitlichen Verlauf
der Demulgierung eines Modells einer emulgierten
Abwasser-Emulsion durch ein Bakterium des Stamms W3C
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Fig. 9 ist eine graphische Darstellung, die die Entfernung von Öl
aus einer wässrigen Schicht in einer Modell Abwasser-
Emulsion nach Demulgierung durch den Stamm W3C der
vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Fig. 10 ist eine graphische Darstellung, die die Demulgierung
eines Modells einer Abwasser-Emulsion durch ein
Bakterium des Stamms W3C der vorliegenden Erfindung
bezügüch einer Emulsion von Esso®-Schneidöl zeigt.
-
Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, die die Demulgierung
eines Modells einer Abwasser-Emulsion durch ein
Bakterium des Stamms W3C der vorliegenden Erfindung
bezüglich einer Emulsion von Mobil®-Schneidöl zeigt.
-
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung, die die Wirkung einer
Menge von Bakterienzellen des Stamms W3C der
vorliegenden Erfindung auf die Demulgierung eines Modells
einer Abwasser-Emulsion von anionischem
Hydraulikpressenöl zeigt.
-
Fig. 13 ist eine graphische Darstellung, die die Demulgierung
eines Modells einer Entsalzungsemulsion durch ein
Bakterium des Stamms W3C der vorliegenden Erfindung zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG
-
Die vorliegende Erfindung kann in breitem Umfang angewendet werden auf
Emulsionen, die in der Form von Abwasser verschiedener Ursprünge,
einschließlich Fabriken und Heime, erzeugt werden. Zu Beispielen für
Anwendungen gehören emulgiertes Abwasser aus Nahrungsmittel-
Verarbeitungsanlagen, emulgiertes Abwasser aus Staubbekämpfungsanlagen
und emulgierte Abfallflüssigkeit von Schneidöl, Hydraulikpressenöl und
Spindelöl.
-
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung verwendet werden für die
effiziente Rückgewinnung von Ölbestandteilen aus
Ölbohrverfahren-Bmulsionen, Rohöl-Transporttanker-/Lagertank-Waschemulsionen und üblichen
Erdölverarbeitungs-Emulsionen (z. B. Entsalzungsemulsionen), und für die
Abtrennung von Ölbestandteilen, Bakterien und Feuchtigkeit aus
Erdöl-Bioverarbeitungs-Emulsionen (z. B.
Bio-Desulfurisierun6sverfahren-Emulsionen, Bio-Demetallisieningsverfahren-Emulsionen und Emulsionen aus
biochemischen Umwandlungsverfahren) in Verbindung mit effizienter
Ruckgewinnung aus ihnen.
-
Außerdem kann die vorliegende Erfindung auch für die Abtrennung
chemischer Reaktionsmittel und Emulgatoren bei Emulsions-Polymerisation und
so weiter in Öl-Wasser-Zweiphasensystemen angewendet werden.
Emulsionen können vom Typ Öl in Wasser (O/W-Typ) oder vom Typ Wasser in Öl
(W/O-Typ) sein. Diese werden üblicherweise mittels Tensiden gebildet. Die
vorliegende Erfindung kann zum Brechen dieser verschiedenen Typen von
Emulsionen verwendet werden. Darüber hinaus kann der Mechanismus,
durch den die Aeromonas- und Alteromonas-Spezies der vorliegenden
Erfindung Kerosinemulsionen und Entsalzungsemulsionen brechen,
beinhalten, dass die oberflächenaktivierenden Substanzen in den Emulsionen durch
Lipase, die entweder von Alteromonas und Aeromonas äußerlich
abgeschieden wird oder an der Oberfläche der Bakterienzellen vorliegt, zersetzt
werden, was zur Demulgierung fuhrt. Alteromonas und Aeromonas, wie hierin
verwendet, bedeutet Alteromonas MBI #535 (FERM BP-5560) und #1121
(FERM BP-5561) und Aeromonas hydrophila W3C (FERM BP-SSS8) bzw.
A.h. W3T (FERM BP-55559).
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann irgendeine unter sowohl
Kulturflüssigkeit, als auch Bakterienzellen oder Kulturüberstand verwendet
werden, vorausgesetzt, sie sind von Bakterien, die zu der angegebenen
Alteromonas-Spezies gehören, die in der Lage sind, aus Wasser und Öl gebildete
Emulsionen zu brechen. Außerdem bezeichnet bei der vorliegenden
Erfindung "Kultur" eine Flüssigkeit, die durch Kultivieren von Mikroorganismen
erhalten wurde, "Bakterienzellen" bezeichnet Bakterienzellen, die durch
Entfernen von Flüssigkeit von einer Kultur erhalten wurden, und
"Überstand" bezeichnet eine Flüssigkeit, die nach dem Entfernen von
Bakterienzellen von einer Kultur vorliegt.
-
Was Aeromonas betrifft, sind für die Demulgierung von Abwasser nur
Bakterienzellen davon aktiv, und für die Demulgierung von Kerosin-
Emulsionen sind sowohl Bakterienzellen als auch ein Kulturüberstand aktiv.
-
Bei der vorliegenden Erfindung verwendete Mikroorganismen können
beispielsweise in der folgenden Weise erhalten werden. Eine
Entsalzungsemulsion, eine synthetische Emulsion, die diese imitiert, oder eine Emulsion von
Kerosin und Tensiden (Tween® und Span®) wird hergestellt, gefolgt von
der Zugabe einer Quelle zur Isolierung eines Bakteriums, von der man
annimmt, dass ein gewünschtes Bakterium darin vorliegt, wie aktivierter
Schlamm, gelagerte Bakterienstämme oder Seewasser, und für mehrere
Minuten bis zu 1 Tag bei beispielsweise Raumtemperatur ungestört stehen
lassen. Dann können als Ergebnis des obigen Vorgangs Mikroorganismen
identifiziert werden, die in der Lage sind, die Emulsion zu brechen.
-
Als nächstes werden die in dieser Weise erhaltenen Mikroorganismen unter
Schütteln in einem flüssigen Medium kultiviert. Als ein Ergebnis wird,
wenn ein kultivierter Mikroorganismus die Fähigkeit hat, die Emulsion zu
brechen, die Emulsion verschwinden oder abnehmen, und eine wässrige
Schicht und eine Ölschicht werden sich trennen. Eine genaue Beschreibung
dieser Mikroorganismus-Isolierung ist in Beispiel 1 angegeben.
-
Alternativ können bei der vorliegenden Erfindung verwendete
Mikroorganismen auch in der folgenden Weise isoliert werden. Eine
Abwasser-Emulsion oder eine synthetische Emulsion, die sie imitiert, wird mit Agar
verfestigt, um eine Agarplatte zu bilden. Aktivierter Schlamm oder eine andere
Quelle zur Isolierung von Bakterien, von der man erwartet, dass die
gewünschten Bakterien darin vorhanden sind, wird dann auf die Platte aufgebracht,
gefolgt von Inkubation bei Raumtemperatur bis 30ºC für 1 bis 2
Wochen. Als ein Ergebnis bilden jene Mikroorganismen, die in der Lage
sind, Öl in einer Emulsion aufzunehmen, Kolonien.
-
Als nächstes werden die in dieser Weise erhaltenen Mikroorganismen unter
Schütteln in einem eine Emulsion enthaltenden flüssigen Medium kultiviert.
Als ein Ergebnis wird, wenn ein kultivierter Mikroorganismus die Fähigkeit
hat, die Emulsion zu brechen, die Emulsion in dem Medium verschwinden
oder abnehmen, was zu einem Abnehmen der Trübung des Mediums führen
wird. So können durch Auswählen jener Mikroorganismen in diesem
Medium, die bewirken, dass die Trübung des Mediums abnimmt,
Mikroorganismen erhalten werden, die die Fähigkeit zum Brechen von Emulsionen
haben. Eine genaue Beschreibung der Isolierung von Mikroorganismen ist in
Beispiel 5 angegeben.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Kultur, Bakterienzellen oder
ein Kulturüberstand eines Bakteriums der vorliegenden Erfindung zu einer
Emulsion zugegeben und damit gemischt werden, um die Emulsion zu
brechen.
-
Um eine Kultur, Bakterienzellen oder einen Kulturüberstand zu erhalten, ist
es bevorzugt, einen Mikroorganismus der vorliegenden Erfindung in einem
üblichen Medium, und bevorzugt einem flüssigen Medium, das eine
Kohlenstoffquelle und eine Stickstoffquelle enthält, und bevorzugt nach einem
Routineverfahren wie Belüftung und/oder Bewegung, oder Schütteln, und so
weiter, unter aeroben Bedingungen, zu kultivieren. Bakterienzellen können
in der Form einer Kulturflüssigkeit selbst verwendet werden, oder es können
nur Bakterienzellen verwendet werden, die dadurch erhalten wurden, dass
sie von einer Kultur abgetrennt wurden. Außerdem kann ein
Kulturüberstand, der durch Entfernen, der Bakterienzellen erhalten wurde, ebenfalls
verwendet werden. Üblicherweise verwendete
Bakterienzellen-Abtrenntechniken, wozu Filtration und Zentrifugation gehören, können zum Abtrennen
von Bakterienzellen von einer Kultur verwendet werden.
-
Bakterienzellen oder ein Kulturüberstand, die bei der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, können getrocknet oder zerstört werden.
Bakterienzellen können nach Routineverfahren getrocknet werden, wie
Sprühtrocknen, Vakuumtrocknen oder Gefriertrocknen. Getrocknete Bakterienzellen
sind leicht lagerbar und praktisch, da sie, wenn erforderlich, verwendet
werden können wie sie sind.
-
Die Menge an verwendeten Bakterienzellen variiert zwar gemäß der
Herkunft der Emulsion, dem Typ und der Konzentration des Ölbestandteils in
der Emulsion und so weiter, aber bei einem Verfahren zum Trennen einer
Emulsion in eine wässrige Schicht und eine Ölschicht unter Verwendung
eines zu Alteromonas gehörenden Mikroorganismus werden beispielsweise
näherungsweise 30 bis 250 mg, und bevorzugt 100 bis 200 mg,
Bakterienzellen pro kg Öl in der Emulsion verwendet. Außerdem werden im Falle von
Überstand 30 bis 250 ml, und bevorzugt 100 bis 200 ml, pro kg Öl in der
Emulsion verwendet. Darüber hinaus werden im Fall einer Kultur 15 bis
250 ml, und bevorzugt 50 bis 100 ml, pro kg Öl in der Emulsion verwendet.
Im Falle der Verwendung einer getrockneten Kultur, von getrockneten
Bakterienzellen, zerstörten Bakterienzeilen oder getrocknetem Überstand ist es
bevorzugt, das getrocknete Produkt oder die zerstörten Bakterienzellen in
einer Menge zu verwenden, die der Menge der oben angegebenen Kultur,
Bakterienzellen oder Überstand äquivalent ist.
-
Das Demulgieren wird durchgeführt, indem eine zu behandelnde Emulsion
mit einer Kultur, Bakterienzellen oder mit einem Überstand gemischt wird
und dann ungestört stehen gelassen wird. Das Demulgieren wird bevorzugt
bei Raumtemperatur bis 40ºC 1 Minute bis 1 Tag lang durchgeführt. Die
Destabilisierung einer Emulsion schreitet rasch voran, sobald dieser
Vorgang beginnt. Die Viskosität der Emulsion nimmt in 1 Minute bis 1 Stunde
rasch ab, die Trennung in eine wässrige Phase und eins Ölphase beginnt,
und schließlich wird die Emulsion in zwei Schichten, d. h. eine Ölschicht
und eine wässrige Schicht, getrennt.
-
Die in dieser Weise abgetrennte wässrige Phase kann unter Verwendung
üblicher Verfahren zur Behandlung von Abfallflüssigkeit behandelt werden.
Alternativ kann sie abgelassen werden wie sie ist, oder zur Verwendung als
Brauchwasser recycelt werden. Andererseits kann das abgetrennte Öl mittels
eines Abtrenners oder Ölabscheiders und so weiter zurückgewonnen
werden.
-
Alternativ werden in einem Verfahren zum Trennen einer Emulsion in eine
wässrige Schicht und eine geflockte Schicht, die Bakterienzellen und Öl
enthält, unter Verwendung eines zu Aeromonas gehörenden
Mikroorganismus beispielsweise, obwohl die Menge an verwendeten Bakterienzellen
entsprechend der Herkunft der Emulsion, dem Typ und der Konzentration
des Öls in der Emulsion und so weiter variiert, näherungsweise 5 bis 20 g,
und bevorzugt 5 bis 10 g, Bakterienzellen pro kg Öl in der Emulsion
verwendet. Im Falle der Verwendung von getrockneten Bakterienzellen oder
ebenso von getrockneten zerstörten Bakterienzellen ist es bevorzugt, dass
die getrockneten Bakterienzellen oder zerstörten Bakterienzellen in einer
Menge verwendet werden, die den oben angegebenen nassen
Bakterienzellen äquivalent ist.
-
Die Demulgierung wird bevorzugt unter Rühren durchgeführt, nachdem eine
zu behandelnde Emulsion mit Bakterienzellen gemischt wurde. Die
Demulgierung wird bevorzugt wenige Minuten bis 1 Tag lang bei Raumtemperatur
bis 35ºC durchgeführt. Sie kann über einen pH-Bereich von 4 bis 8
ausgeführt werden. Die Trennung der Emulsion schreitet rasch voran, wenn dieser
Vorgang begonnen hat, die Viskosität und Trübung der Emulsion nimmt in
wenigen Minuten bis 1 Stunde rasch ab, wonach die Trennung in eine
wässrige Phase und Aggregate von Bakterienzellen und Öl beginnt. Da die
Aggregate auf der wässrigen Phase aufschwimmen, können die wässrige Phase
und die Aggregate durch Routineverfahren wie Abnehmen der flüssigen
Phase am Boden des Gemisches oder Entfernen der Aggregate durch
Zentrifugation oder Filtration getrennt werden.
-
Die in dieser Weise abgetrennte wässrige Phase kann unter Verwendung
üblicher Verfahren zur Abwasserbehandlung behandelt werden. Alternativ
kann sie abgelassen werden, wie sie ist, oder zur Verwendung als
Brauchwasser recycelt werden. Andererseits können die abgetrennten Aggregate
nach Routineverfahren wie Veraschung behandelt werden oder getrennt
behandelt werden, indem sie durch ein Verfahren wie Zentrifugation weiter in
Bakterienzellen und Öl aufgetrennt werden.
BEISPIELE
-
Das Folgende liefert eine genaue Erläuterung der vorliegenden Erfindung
durch ihre Beispiele.
Beispiel 1. Isolierung von Mikroorganismen mit Demulgierfähigkeit
-
50 ml MBI-Medium (5 g Pepton, 3 g Rinderextrakt, 1 g Hefeextrakt, 1 g
künstliches Seewasser A, 20 ml künstliches Seewassergemisch 8 und 1 l
destilliertes Wasser) in einem 200 ml Kulturgefäß wurden mit einer Quelle
zur Isolierung von Mikroorganismen, in der erwartungsgemäß
Bakterienzellen vorhanden sind, wie Erde, aktivierter Schlamm, Seewasser oder
gelagerte Bakterien, beimpft, gefolgt von Inkubieren über Nacht bei 30ºC unter
Schütteln mit 150 Upm. Die sich ergebenden Bakterienzellen oder der sich
ergebende Kulturüberstand wurden in dem Experiment verwendet.
Bakterienzellen wurden in 15% Glycerol bei -80ºC gelagert.
-
Zwei Typen von Kerosin-Emulsionen wurden zum Durchmustern
verwendet. Diese Emulsionen wurden hergestellt durch Mischen von 2 ml Kerosin
und 3 ml Tensid, und dann Rühren. Eine der Emulsionen wurde als "T/S-
Emulsion" bezeichnet. Sie enthielt zwei Tenside, 0,072% Tween® 60 und
0,028% Span® 60, und war eine Emulsion vom Typ Öl in Wasser (O/W-
Typ). Eine andere Emulsion wurde als "L92-Emulsion" bezeichnet. Sie enthielt
ein Tensid, 0,1% Pluronic® L92 und war eine Emulsion vom Typ Öl
in Wasser (O/W-Typ).
-
200 ul der Kultur, die durch Kultivieren wie oben beschrieben erhalten
wurde, wurden in Prüfröhrchen gegeben, die eine der oben angegebenen
Emulsionen (5 ml) enthielten, gefolgt von gutem Rühren und dann ungestörtem
Stehenlassen bei Raumtemperatur. Die Prüfröhrchen wurden dann
hinsichtlich Demulgierung betrachtet. Da eine Emulsionsschicht abnimmt und sich
in eine wässrige Schicht und eine Kerosin-Schicht trennt, wenn
Demulgierung auftritt, wurde eine Demulgieraktivität der Bakterienzellen im Test
durch Messen der Höhe der Emulsionsschicht bestimmt. Alls ein Ergebnis
wurden zwei Stämme, MBI #535 und MBI #1121, als Bakterienstämme, die
die T/S-Kerosin-Emulsion effzient brechen, erhalten. Zusätzlich wurden die
zwei Stämme MBI #1413 und MBI #1536 als Bakterienstämme, die die
L92-Kerosin-Emulsion effizient brechen, erhalten. Die letzteren Stämme
gehören zur Spezies Rhodococcus maris (bei der vorliegenden Erfindung
nicht beansprucht).
-
Die taxonomischen Eigenschaften der oben angegebenen zwei ersteren
Bakterienstämme sind wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1: Taxonomische Eigenschaften der Stämme MBI 535
und MBI 1121
-
Auf der Basis der obigen Ergebnisse wurden, als die Bakterienstämme nach
Berges Manual of Systematic Bacteriology klassifiziert wurden, die
Stämme MBI #535 und MBI #1121 Alteromonas-Spezies genannt, und die
Stämme MBI #1314 und MBI #1536 wurden Rhodococcus maris (nicht
beansprucht) genannt.
-
Außerdem wurde am 4. Dezember 1995 beim Institute of Bioengineering
and Human Technology Agency of Industrial Science and Technology der
oben angegebene Bakterienstamm MBI #535 (Alteromonas sp.) hinterlegt
unter dem Namen Alteromonas sp. MBI 535 als FERM P-1532; MBI #1121
(Alteromonas sp.) wurde hinterlegt unter dem Namen Alteromonas sp. MBI
1121 als FERM P-15322; MBI #1314 (Rhodococcus maris) wurde hinterlegt
unter dem Namen Rhodococcus maris MBI 1314 als FERM P-15323; und
MBI #1536 wurde hinterlegt unter dem Namen Rhodococcus maris MBI
1536 als FERM P-15324.
-
Außerdem wurden am 5. Juni 1996 die oben angegebenen Mikroorganismen
als internationale Hinterlegungen nach dem Budapester Vertrag an das
National Institute of Bioscience and Human Technology Agency of Industrial
Science and Technology (1-1 Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken,
Japan) übermittelt, wobei Alteromonas sp. MBI 535 (FERM P-1532) als
FERM BP-5560 übermittelt wurde, Alteromonas MBI 1121 (FERM
P-15322) als FERM BP-5561 übermittelt wurde, Rhodococcus maris MBI
#1314 (FERM P-15323) als FERM BP-5562 übermittelt wurde, und
Rhodococcus maris MBI #1536 als FERM BP-5563 übermittelt wurde.
Beispiel 2 Demulgierung
-
Die Demulgieraktivität der Stämme MBI #535 und MBI #1121 wurde wie
folgt getestet. Die zwei Typen von Kerosin-Emulsionen, die in Beispiel 1
beschrieben wurden, wurden hergestellt, und 200 ul einer Kultur
(Bakterienzellen und Flüssigkeit enthaltend) wurden nach 1 bis 2 Tagen
Kultivierung jedes Stammes bei 30ºC zu jeder Emulsion Zugegeben. Die Höhe der
Emulsionsschicht wurde im Zeitverlauf gemessen. Auf der Basis dieser
Ergebnisse zeigten MBI #535 und MBI #1121 wirkungsvolle Aktivität bei der
T/S-Emulsion im Falle der Zugabe einer gleichen Menge an Kultur,
während die Brechaktivität bei der L92-Emulsion schwächer ausgeübt wurde als
bei der T/S-Emulsion. Diese Ergebnisse sind in den Fig. 1 und 2 gezeigt.
-
Wenn man die Brechaktivität als eine Zeitdauer ausdrückt, die erforderlich
ist, dass die Emulsionshöhe um die Hälfte abnimmt (t(1/2)), war für den
Stamm #535, der gegenüber der T/S-Emulsion die stärkste Brechaktivität
zeigt, der t(1/2)-Wert näherungsweise 5 Minuten bei einer Menge von 50
ppm Kultur. Der t(1/2)-Wert für den Stamm #1121 war ebenfalls kurz, nur
etwa 10 Minuten. Auf der Basis dieser Feststellungen wurde klar, dass diese
Bakterienstämme eine starke Aktivität besitzen, die Emulsionen unter
Verwendung einer kleinen Menge von Bakterienzellen und in einer kurzen Zeit
bricht. Auf der Basis der Ergebnisse wurde herausgefunden, dass die
Stämme MBI #535 und MBI #1121 für T/S-Emulsionen wirksam sind.
-
Diese Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. Außerdem wurde
der Stamm IGTS8 als eine Kontrolle verwendet (Stamm negativ hinsichtlich
Brechaktivität).
Tabelle 2 Demulgieraktivität
-
* Demulgieraktivität = 1/t(1/2) Probe - 1/t(1/2) Kontrolle [mm&supmin;¹]
-
Als nächstes wurde die Demulgieraktivität unter Variieren der Menge an
verwendeter Kultur von MBI #535 gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 3
gezeigt. Auf der Basis der Ergebnisse, die für Mengen bis zu 800 ul
untersucht wurden, steigt für jeden Stamm die Brechaktivität mit steigenden
Mengen an Kultur.
Beispiel 3 Demulgieraktivität der Spezies Alteromonas
-
Alteromonas-Stamm MBI #535 zusammen mit vier anderen Stämmen (den
Typus-Stämmen) von zur Gattung Alteromonas gehörenden Bakterien
(erhalten von ATCC) wurde hinsichtlich Demulgieraktivität getestet. Der Test
wurde nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren durchgeführt. Jene
Ergebnisse sind in Fig. 4 gezeigt. Es besaßen nämlich alle getesteten Typus-
Stämme der Spezies Alteromonas Demulgieraktivität, wenn auch eine sehr
viel schwächere als diejenige von MBI #535.
Beispiel 4 Demulgierung von Rohöl-Entsalzungsemulsion
-
200 ul einer Kultur, die sich durch Kultivieren der oben angegebenen
Bakterienstämme bei 30ºC für 1 bis 2 Tage ergab, wurden zu einer
Modell-Entsalzungsemulsion vom Typ Wasser in Öl (W/O-Typ) aus einem
Rohöl-Verarbeitungsverfahren, hergestellt durch Mischen von 5 ml Rohöl mit einer
gleichen Menge kondensiertem Topp-Wasser, zugegeben. Das Gemisch wurde
auf 40ºC erwärmt, und die Trennung der wässrigen Schicht und der
Ölschicht wurde 5 Stunden lang beobachtet. Im Falle der Zugabe der
Bakterienstämme MBI #535 und MBI #1121 trat Demulgierung auf, wobei die
Emulsion in eine Rohölschicht und eine wässrige Schicht aufgetrennt
wurde. 10 ppm Nalco® 5537 J, ein bekannter Demulgator, wurden für
Vergleichszwecke verwendet. Es wurde beobachtet, dass MBI #535 und
MBI #1121 größere Wirkungen zeigen als 10 ppm Nalco® 5537 J.
Andererseits trat in dem Fall der Kontrolle, in dem nichts Zugegeben wurde,
keine Trennung auf oder trat nur nach einer langen Zeit (mehrere Stunden
oder mehr) auf. Jene Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3 Demulgierung einer Entsalzungsemulsion
Stamm Brechaktivität* [min.&supmin;¹]
-
MBI #535 6,25
-
MBI #1121 6,25
-
Nalco 5537J 4
-
* Brechaktivität: 1/t(1/2) Probe - 1/t(1/2) Kontrolle [min.&supmin;¹]
Beispiel 5 Isolierung von Mikroorganismen, die Demulgierfähigkeit
besitzen
-
Aus einem Schlamm-Rückführtank eines üblichen
Aktivschlamm-Verfahrens einer Ölverarbeitungsanlage wurde eine Schlammprobe genommen und
in eine wässrige Lösung eingeimpft, die eine synthetische
Abwasser-Emulsion, die ein Modell ist für eine Abwasser-Emulsion aus Anlagen der
Staubbekämpfungsindustrie (1,833 g Tensid (6% anionisches Tensid, 3% nicht-
ionisches Tensid und 3% doppelionisches Tensid) in 1 Liter destilliertem
Wasser), 0,1 g KCl, 1 g (NH&sub4;)&sub2;SO&sub4;, 0,02 g FeCl&sub3;·6H&sub2;O, 0,2 g MgCl&sub2;·6H&sub2;O,
0,01 g CaCl&sub2; und 3 g Spindelöl enthielt, gefolgt von kontinuierlichem
Kultivieren für 2 Monate bei einer Ölbelastung von 0,5 g/Tag/Liter, um den
aktivierten Schlamm zu akklimatisieren.
-
Nach Herstellung einer Agarplatte (Oberfläche: 63,5 cm²) durch Zugabe von
1.5% Agar zu der oben angegebenen synthetischen Abwasser-Emulsion
wurde der oben angegebene akklimatisierte aktivierte Schlamm auf die
Platte aufgebracht und eine Woche lang bei 30ºC kultiviert. Als ein Ergebnis
dieser Kultivierung bildete sich eine große Anzahl von Kolonien. Acht
Kolonien wurden isoliert aus den Kolonien, die sich in der makroskopischen
Gestalt unterschieden. Diese Kolonien wurden W1 bis W8 genannt. Die
Stämme W2, W3 und W8 wurden ausgewählt, da das Wachstum auf dem
oben angegebenen Emulsionsmedium relativ schnell war.
-
Jeder dieser drei Stämme wurde mit der oben angegebenen synthetischen
Abwasser-Emulsion gemischt, das Gemisch wurde über Nacht bei 30ºC
geschüttelt, und die Veränderung der Trübung (A660) wurde vor und nach
dem Schütteln gemessen. Als ein Ergebnis wurden die Trübung und die
Abnahmegeschwindigkeit der Trübung (%) nach dem Schütteln erhalten, 292
(0%) für Stamm W2, 77 (81,9%) für Stamm W3, 290 (0%) für Stamm W8
und 230 (0%) für die Kontrolle (nicht beimpft). Daher besaß einer der drei
Stämme, nämlich der Stamm W3, Demulgierfähigkeit.
-
Als dieser Stamm W3 auf einer LB-Agarplatte kultiviert wurde, erschienen
deutlich cremefarbige Kolonien und etwas transparent cremefarbige
Kolonien. Diese wurden Stamm W3C bzw. W3T genannt. Diese zwei Stämme
wurden gemäß Bergey's Manual of Systematic Bacteriology identifiziert.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
-
Gemäß den obigen Ergebnissen wurden die Stämme W3C und W3T beide
als Aerornonas hydrophila identifiziert. Diese Bakterienstämme wurden am
17. Mai 1995 am Institute of Bioengineering and Human Technology, A-
Ageney of Industrial Science and Technology, als FERM P-14925 bzw.
FERM P-14926 hinterlegt. Außerdem wurden die oben angegebenen
Mikroorganismen als internationale Hinterlegungen nach dem Budapester
Vertrag am 5. Juni 1996 an das National Institute of Bioscience and Human-
Technology Ageney of Industrial Science and Technology übermittelt,
wobei Aeromonas hydrophila W3C (FERM P-14925) als FERM BP-5558
übermittelt wurde und Aeromonas hydrophila W3T (FERM P-14926) als
FERM BP-5559 übermittelt wurde.
Beispiel 6 Auswirkung des pH auf die Demulgierfähigkeit
-
Esso®-Schneidöl, Kutwell 40 wurde zu 0,3% (Gew./Gew.) zu MP-Puffer
(der 2,75 g K&sub2;HPO&sub4;, 2,25 g KH&sub2;PO&sub4;, 1 g (Mt)&sub2;SO&sub4;, 0,1 g NaCl und 0,02 g
FeCl&sub3;·6H&sub2;O in 1 Liter enthielt) zugegebene emulgiertes Wasser wurde
hergestellt und die Emulsion wurde auf pH 4 bis 9 eingestellt. 4 ml dieses Puffers
wurden in Prüfröhrchen gebracht, gefolgt von der Zugabe von 12,5 ppm der
lebenden Bakterienzellen, die erhalten wurden durch Kultivieren von Stamm
W3C oder W3T über Nacht in LB-Medium. Diese Gemische wurden 10
Sekunden lang von Hand geschüttelt und dann 16 Stunden lang ungestört
stehengelassen. Während der Zeit wurden Veränderungen der Trübung
bezüglich der Anfangstrübung (A660) im zeitlichen Verlauf gemessen. Jene
Ergebnisse sind in Fig. 5 gezeigt. Wie aus diesen Ergebnissen klar ist,
zeigten die Bakterienstämme der vorliegenden Erfindung Demulgieraktivität
über einen breiten Bereich von Acidität bis Alkalinität, der sich von pH 4
bis pH 8 erstreckte.
Beispiel 7 Auswirkung der Menge an Bakterienzellen auf die
Demulgierung
-
Esso®-Schneidöl, Kutwell 40 wurde zu 0,3% (Gew./Vol.) oder 3%
(Gew./Vol.) zu MP-Puffer (enthaltend 2,75 g K&sub2;HPO&sub4;, 2,25 g KH&sub2;PO&sub4;, 1 g
(NH&sub4;)&sub2;SO&sub4;, 0,1 g NaCl und 0,02 g FeCl&sub3;·6H&sub2;O, 0,01 g CaCl&sub2; und 0,2 g
MgCl&sub2;·6H&sub2;O in 1 Liter) zugegeben, um eine Emulsion zu bilden. 4 ml Aliquoten
dieser Emulsion wurden in Prüfröhrchen gebracht, gefolgt von der
Zugabe von 2,5 ppm bis 250 ppm der lebenden Bakterienzellen von W3C
oder W3T, die über Nacht in LB-Medium kultiviert worden waren. Nach
10 Sekunden langem Schütteln von Hand wurden die Gemische
näherungsweise 72 Stunden lang ungestört stehengelassen. Der Fortschritt der
Demulgierung wurde dann durch Messung der optischen Extinktion (OD 660)
gemessen. Die Ergebnisse sind in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Die minimal
erforderliche Menge an Bakterienzellen unterschied sich in Abhängigkeit von der
Menge an Öl in der Emulsion, und es wurde gefunden, dass die erforderliche
Menge an Bakterienzellen anstieg, wenn die Menge an Öl anstieg.
Beispiel 8 Behandlung von Modell-Abwasser aus einer
Staubbekämpfungs-Anlage
-
4 ml eines Modell-Abwassers aus einer Staubbekämpfungsanlage
(Zusammensetzung: 1,833 g Tenside, 0,1 g KCl, 1 g (NH&sub4;)&sub2;SO&sub4;, 0,02 g
FeCl&sub3;·6H&sub2;O, 0,2 g MgCl&sub2;·6H&sub2;O, 0,01 g CaCl&sub2;, 3 g Spindelöl und 1 Liter
destilliertes Wasser) wurden in ein Prüfröhrchen gebracht, gefolgt von
Zugabe von 25 ppm Bakterienzellen des Stammes W3C, die über Nacht in LB-
Medium kultiviert worden waren. Nachdem gut gerührt und dann ungestört
stehengelassen worden war, wurde Demulgierung beobachtet durch
16 Stunden langes Messen der Abnahme der Trübung. Die Ergebnisse sind
in Fig. 8 gezeigt.
-
Nach 10 Minuten nahm die Trübung auf näherungsweise 50% der
Anfangstrübung, und nach 60 Minuten auf näherungsweise 10% der
Anfangstrübung ab. Nach makroskopischen Beobachtungen hatte sich die Emulsion in
eine transparente wässrige Schicht als die Bodenschicht und eine aggregierte
Fraktion aus Öl/Bakterienzellen als die Oberschicht getrennt, und die
letztere trennte sich weiter in Öltropfen und Bakterienzellen. Für eine Emulsion
vor der Behandlung (Rohwasser), eine wässrige transparente Fraktion nach
Schicht-Trennung, sowie ein Gemisch nach Trennung der unteren wässrigen
transparenten Fraktion und des aufschwimmenden Öl-Anteils wurden die
darin enthaltene Öl-Konzentration und Kohlenhydrat-Konzentration unter
Verwendung des Kohlenstoff-tetrachlorid-Extraktionsverfahrens
(Ölkonzentration), Bestimmung der Kohlenhydrat-Konzentration
(TOC-Messverfahren), und Extraktion mit n-Hexan gemäß JIS-Normen untersucht.
-
Die Ergebnisse sind in Fig. 9 gezeigt. Wie aus dieser graphischen
Darstellung klar ist, wurde das Öl (oder die Kohlenwasserstoffe) in der Emulsion
vor der Behandlung (Rohwasser) durch die Behandlung der vorliegenden
Erfindung, unabhängig vom Typ des verwendeten Analysenverfahrens,
nahezu vollständig aus der wässrigen Schicht entfernt.
Beispiel 9 Demulgierung einer Schneidöl-Emulsion
-
Es wurden 0,3%, 0,6% oder 3% Esso® Kutwell 40 Schneidöl oder 0,3%
Mobil® Solvac 1535G Schneidöl zu MP-Puffer zugegeben, um jeweils
Emulsionen zu bilden. 4 ml Aliquoten dieser Emulsionen wurden in
Prüfröhrchen gegeben, gefolgt von der Zugabe von 25 ppm lebenden
Bakterienzellen des Stamms W3C oder des Stamms W3T, die über Nacht in LB-
Medium kultiviert worden waren. Nach gutem Schütteln ließ man die
Gemische ungestört stehen, und die Trübung der Flüssigkeit wurde 16 Stunden
lang im Zeitverlauf gemessen. Die Ergebnisse sind in den Fig. 10 und 11
gezeigt. In beiden Fällen trennten sich die Emulsionen in eine transparente
untere wässrige Schicht und eine aufschwimmende Ölschicht in der gleichen
Weise wie in Beispiel 8.
Beispiel 10 Demulgierung einer Emulsion von anionischem
Hydraulikpressenöl
-
Eine 3%-ige (Gew./Vol.) Emulsion des anionischen Hydraulikpressenöls
BKK 202L (Ölbestandteil 54,6% (Gcw./Gew.), Tensid 25% (Gew./Gew.)
und Wasser 20% (Gew./Gew.)) wurde hergestellt, wie es in Beispiel I
beschrieben ist, und die Prüfung wurde in derselben Weise durchgeführt wie in
Beispiel 9. Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten. Die in Fig. 12 gezeigten
Ergebnisse wurden jedoch durch Verändern der Menge an Zellen erhalten.
Beispiel 11 Demulgierung einer Rohöl-Emulsion
-
Stamm W3C wurde zu einer Modell-Entsalzungsemulsion aus einem Rohöl-
Verarbeitungsverfahren, die hergestellt wurde durch Mischen von Rohöl mit
einer gleichen Menge an kondensiertem Topp-Wasser, zugegeben. Nach
Erwärmen bei 40ºC wurde beobachtet, dass sich die Emulsion in eine
wässrige Schicht und eine Ölschicht trennte. Die Demulgierung trat als ein
Ergebnis der Zugabe von W3C auf, und die Emulsion trennte sich in zwei
Schichten, das heißt eine Rohölschicht und eine wässrige Schicht. Die Höhe
der abgetrennten wässrigen Schicht stieg proportional zur Menge an
Bakterienzellen und bei 10000 ppm wurden Wirkungen beobachtet, die gleich
oder größer als die von 10 ppm eines chemischen Demulgators (Nalco®
5537J) waren. Andererseits trat in dem Fall einer Kontrolle, in dem nichts
zugegeben worden war, keine Trennung auf. Jene Ergebnisse sind in Fig. 13
gezeigt.
Beispiel 12 Ausarbeitung eines kontinuierlichen Behandlungsverfahrens
für Modell-Abwasser aus einer Staubbekämpfungs-Anlage
-
Modell-Abwasser aus einer Staubbekämpfungs-Anlage wurde kontinuierlich
mit W3C- oder W3T-Zellen gemischt, die unter Verwendung eines Glucose
enthaltenden Mediums als die Kohlenstoffquelle kontinuierlich mit einer
Verweilzeit von 24 Stunden kultiviert wurden. Darüber hinaus wurde
druckbeaufschlagtes Wasser in die gemischte Flüssigkeit eingespritzt mittels
einer "Druck-Aufschwimm-Testvorrichtung, um einen Aufschwimm-
Trenntest unter Druck durchzuführen. Die Verweilzeit in dem Reaktionstank
wurde auf 1 Stunde festgesetzt, die Menge an in die Flüssigkeit
eingespritzten Bakterienzellen war 50 ppm, der Druck des druckbeaufschlagten
Wassers war 4 kg/cm², das Mischungsverhältnis des druckbeaufschlagten
Wassers war 30% und die Standzeit nach Einspritzung des druckbeaufschlagten
Wassers war 10 Minuten. Bis zum 4. Tag der kontinuierlichen Kultivierung
ab Einimpfen der Bakterien wurde eine Trübungs-Klärungsgeschwindigkeit
von grob 80% und eine Öl-Entfernungsgeschwindigkeit von grob 80%
gezeigt. Außerdem stimmten die Untersuchungsergebnisse dieses
kontinuierlichen Systems gut mit den vorher unter Verwendung von Prüfröhrchen
erhaltenen Untersuchungsergebnissen überein.
Beispiel 13 Vergleich mit anorganischem Koagulationsmittel (PAC) in
Modell-Abwasser aus einer Staubbekämpfungs-Anlage
-
W3C-Bakterien oder PAC (Polyaluminiumchlorid) wurden in 500 ml
Modell-Abwasser aus einer Staubbekämpfungs-Anlage gegeben, gefolgt von
einer Standgefäß-Testung. Die sich ergebende Lösung wurde in eine Druck-
Aufschwimm-Testvorrichtung überführt, um einen Aufschwimm-Trenntest
unter Druck durchzuführen. Die in die Flüssigkeit eingespritzte Menge an
Bakterienzellen war 50 ppm, die in die Flüssigkeit eingespritzte Menge an
PAC war 5000 ppm, die Menge an einbespritztem Polymer-Flockungsmittel
war 2 ppm und der Koagulations-pH war 6,0 bis 6,5. Im Gegensatz zur Öl-
Entfernungsgeschwindigkeit von PAC, die 90% war, war die Öl-
Entfernungsgeschwindigkeit des W3C-Bakteriums 81%, was nahezu
identische Ergebnisse bei nur 1/100 der eingespritzten Menge anzeigte.
Beispiel 14 Demulgierung von Abwässern aus Anlagen
-
Verschiedene Arten von Abwasser aus Anlagen wurden von Anlagen
erhalten und die Demulgierung durch den Stamm W3 wurde bestätigt. 50 ppm
Zellen des Stamms W3 wurden zu dem Abwasser von Anlagen, die in
Tabelle 5 beschrieben sind, zugegeben. Nach 10 minütigem Mischen und
30 minütigem ungestörtem Stehenlassen wurde die Geschwindigkeit der
Abnahme der Trübung als Demulgier-Effizienz angegeben. Der Stamm W3
bewirkte Demulgierung mit einer Effizienz von grob 50% bis 70% für alle
Typen von Emulsionen, wobei sowohl eine verringerte Trübung als auch
eine Sedimentation von aggregiertem Material beobachtet wurden. Bezüglich
Abwasser aus einer Staubbekämpfungs-Anlage wurden außerdem
Ergebnisse erhalten, die der Brecheffzienz des oben beschriebenen Modell-
Abwassers aus einer Staubbekämpfungs-Anlage äquivalent waren.
Tabelle 5 Demulgierung von Abwässern aus Anlagen durch Stamm W3