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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung eines durch einen
Schadstoff verunreinigten Mediums und eine Vorrichtung dafür.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Bedingt
durch die jüngsten
Fortschritte in der Technik wurde eine große Menge chemischer Stoffe
produziert, die für
die Umwelt gefährlich
sind. Umweltverschmutzung durch chemische Stoffe ist weltweit ein
ernstes Problem, da Wasser und Luft überall in der ganzen Welt zirkulieren
können.
Als Beispiele bekannter Schadstoffe können halogenierte aliphatische
Kohlenwasserstoffe (z.B. Dichlorethylen (DCE), Trichlorethylen (TCE), Tetrachlorethylen
(PCE) und Dioxin), aromatische Verbindungen (z.B. Toluol, Xylol
und Benzol), Rohöl,
Benzin und ähnliches
genannt werden. Zur Veranschaulichung: Dichlorethylen, Trichlorethylen,
Tetrachlorethylen und andere halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe
wurden in groben Mengen als Lösungsmittel
zum Reinigen von Präzisionsbauteilen
oder zur chemischen Reinigung eingesetzt. Es ist festgestellt worden,
dass diese Stoffe in den Erdboden sickern und den Erdboden sowie
das Grundwasser verunreinigen. Da diese Schadstoffe im Allgemeinen
leichtflüchtig
sind, werden sie auch als Luftverschmutzung verursachend betrachtet.
Außerdem
können
sie das biotische Naturreich ernsthaft beeinflussen, da sich unlängst gezeigt
hat, dass solche Schadstoffe Krebs erregend und teratogen (Missbildungen
bewirkend) sind. Dementsprechend besteht Bedarf, unverzüglich Technologien
zur Sanierung von verunreinigten Medien, wie Erdboden, Luft und
Wasser, zu entwickeln.
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Als
eine mögliche
Lösung
für die
vorstehend genannten Probleme ist das Verfahren zum Abbau von Schadstoffen
mit Hilfe von Mikroorganismen weiter vorangetrieben worden. Zum
Beispiel wurde berichtet, dass die nachstehenden Mikroorganismen
eine TCE abbauende Wirksamkeit bzw. Wirkung aufweisen:
- Welchia alkenophila sero 5 (ATCC 53570; USP 4877736),
- Welchia alkenophila sero 33 (ATCC 53571; USP 4877736),
- Methylocystis sp. Stamm M (Agric. Biol. Chem., 53, 2903(1989);
Biosci. Biotech. Biochem., 56, 486(1992); ebenda 56, 736(1992)),
- Methylosinus trichosprium OB3b (Am. Chem. Soc. Natl. Meet. Dev.
Environ. Microbiol., 29, 365(1989); Appl. Environ. Microbiol., 55,
3155(1989); Appl. Biochem. Biotechnol., 28, 877(1991); Japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-92274; Japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 3-292970),
- Methylomonas sp. MM2 (Appl. Environ. Microbiol., 57, 236(1991)),
- Alcaligenes denitrificans subsp. xylosoxidans JE75 (Arch. Microbiol.,
154, 410(1990)),
- Alcaligenes eutrophus JMP134 (Appl. Environ. Microbiol., 56,
1179(1990)),
- Mycobacterium vaccae JOBS (J. Gen. Microbiol., 82, 163(1974),
Appl. Environ. Microbiol., 54, 2960(1989), ATCC 29678),
- Pseudomonas putida BH (Journal of the Japan Sewage Works Association,
24, 27(1987)),
- Pseudomonas sp. Stamm G4 (Appl. Environ. Microbiol., 52, 383(1986);
ebenda 53, 949(1987); ebenda 54, 951(1988), ebenda 56, 1279(1990);
ebenda 57, 1935(1991); USP 4925802; ATCC 53617; dieser Mikroorganismus
wurde zuerst in Pseudomonas cepacia, dann jedoch in Pseudomonas
sp. eingeordnet),
- Pseudomonas mendocina KR-1 (Bio. Technol., 7, 282(1989)),
- Pseudomonas putida F1 (Appl. Environ. Microbiol., 54, 1703(1988),
ebenda 54, 2578(1988)),
- Pseudomonas fluorescens PFL12 (Appl. Environ. Microbiol., 54,
2578(1988)),
- Pseudomonas putida KWI-9 (Japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 6-70753),
- Pseudomonas cepacia KK01 (Japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 6-227769), Nitrosomonas europaea (Appl. Environ. Microbiol.,
56, 1169(1990)), und
- Lactobacillus vaginalis sp. nov. (Int. J. Syst. Bacteriol.,
39, 368(1989), ATCC 49540) und so weiter.
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Ein
praktisches Beispiel eines Verfahrens zum Abbau von Schadstoffen
und daher zur Sanierung von Medien mit Hilfe eines solchen Mikroorganismus
umfasst den Vorgang, den Mikroorganismus mit dem Schadstoff in Berührung zu
bringen.
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Der
Abbau von Schadstoffen in Medien mit Hilfe von Mikroorganismen ist
bis jetzt kein völlig
zufriedenstellendes Verfahren. Genauer gesagt ist es zum Beispiel
schwierig, die Konzentration von Trichlorethylen im Grundwasser
unter die Umweltqualitätsnorm
(0,03 μg/ml)
in Japan von 1997 zu senken, und selbst wenn es möglich ist,
dauert eine solche Reaktion relativ lange. Um den Abbau eines Schadstoffes
durch einen Mikroorganismus weiter zu steigern, werden Verfahren
benötigt,
um die Abbauwirkung in Bezug auf den Schadstoff zu verbessern oder
die Zeitdauer, die zum Abbau des Schadstoffes durch den Mikroorganismus
erforderlich ist, zu verkürzen.
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Die
Erfinder haben herausgefunden, dass ein Mikroorganismus, der durch
ein beim Abbau eines Schadstoffes gebildetes Zwischenprodukt oder ähnliches
geschädigt
wird und dessen Abbauwirkung für
den Schadstoff bei verlängerter
Berührungszeit
mit dem Schadstoff abnimmt, eine längere Reaktionszeit benötigt, um
den Schadstoff auf eine vorgegebene geringere Konzentration abzubauen.
Um ein Medium, das einen Schadstoff in einer Konzentration von etwa
der Umweltqualitätsnorm
enthält,
weiter wirksam zu sanieren, ist es ausgesprochen nütz lich,
dass es mit einem Mikroorganismus in Berührung kommt, der eine hohe
abbauende Wirkung für
den Schadstoff aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wurde basierend auf den obigen Ergebnissen vervollkommnet.
Deshalb ist es eine wichtige Aufgabe der Erfindung, ein wirksameres
Verfahren zur Sanierung eines einen Schadstoff enthaltenden Mediums
und eine dafür
verwendete Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines wirksameren
Sanierungsverfahrens für einen
verunreinigten Boden.
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Zur
Lösung
der vorstehend genannten Aufgaben stellt die Erfindung in einer
Ausführungsform
ein Verfahren zur Sanierung eines verunreinigten Mediums bereit,
das die nachstehenden Schritte umfasst:
- (a)
Bereitstellen einer Membran zwischen einem ersten Medium, das einen
Schadstoff enthält,
und einem zweiten Medium, das einen Mikroorganismus enthält, der
geeignet ist, den Schadstoff abzubauen, wobei die Membran für den Schadstoff
durchlässig
und für
den Mikroorganismus undurchlässig
ist; und
- (b) Transportieren des Schadstoffes aus dem ersten Medium durch
die Membran zu dem zweiten Medium, um es dem Mikroorganismus zu
ermöglichen,
den Schadstoff abzubauen;
dadurch gekennzeichnet, dass dieser
Transportschritt dadurch erfolgt, dass ein Fließen des ersten Mediums in entgegengesetzter
Richtung zum Fließen
des zweiten Mediums veranlasst wird.
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Gemäß einer
zweiten vorteilhaften Weiterbildung (aspect) ist die Erfindung auf
eine Vorrichtung zur Sanierung eines verunreingten Mediums gerichtet,
die ein Gehäuse
mit (a) einem ersten Durchgang für
ein erstes Medium, das einen Schadstoff enthält; (b) einem zweiten Durchgang
für ein
zweites Medium, das einen Mikroorganismus zum Abbau des Schadstoffes
enthält,
wobei der zweite Durchgang in Fluid-Kommunikation (fluidischer Verbindung)
mit dem ersten Durchgang steht; (c) eine Membran, die für den Schadstoff
durchlässig und
für den
Mikroorganismus undurchlässig
ist und zwischen dem ersten und dem zweiten Durchgang angeordnet
ist; und (d) eine Einrichtung umfasst, die dafür sorgt, dass das erste Medium
und das zweite Medium in entgegengesetzte Richtungen fließen.
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Gemäß diesen
Ausführungsformen
kann eine weitere Verbesserung bei der Sanierung des verunreinigten
Mediums erreicht und außerdem
die für
die Sanierung benötigte
Zeit verkürzt
werden. Es ist noch nicht klar, warum die Ausführungsform, die den Durchfluss
des ersten Mediums entgegengesetzt zum Durchfluss des zweiten Mediums
umfasst, zusätzliche
Vorteile liefert. Wahrscheinlich werden verbesserte Ergebnisse erzielt,
weil die Ausführungsform
einen Kontakt bzw. eine Verbindung zwischen dem Schadstoff und dem
Mikroorganismus auf einem bestimmten Niveau aufrechterhält. Das
heißt,
wenn der Durchfluss des ersten und des zweiten Mediums in die gleiche
Richtung erfolgt, dann ist stromabwärts des Durchflusses die Konzentration des
Schadstoffes in dem ersten Medium verringert. Da die Abbauwirkung
der Mikroorganismen in dem zweiten Medium geschwächt sein kann, kann außerdem der
Kontakt zwischen Mikroorganismus und Schadstoff abnehmen, und somit
kann es länger
dauern, eine weitere Sanierung zu erreichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung, die ein Verfahren zur Sanierung eines
verunreinigten Mediums und eine dafür verwendete Vorrichtung veranschaulicht.
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2 ist
eine schematische Darstellung, die ein Verfahren zur Sanierung eines
verunreinigten Mediums und eine dafür verwendete Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
einer Ausführungsform
des in 2 gezeigten Reaktionsbehälters.
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
einer weiteren Ausführungsform
des in 2 gezeigten Reaktionsbehälters.
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5 ist
eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Vorrichtung
zur Sanierung von Erdboden gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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6 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform
des Reaktionsbehälters der
in 5 gezeigten Vorrichtung.
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7 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Reaktionsbehälters.
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8 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
einer noch weiteren Ausführungsform
des in 2 gezeigten Reaktionsbehälters.
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9 ist
eine schematische Darstellung, die eine in Referenzbeispiel 1 verwendete
Vorrichtung zur Sanierung eines verunreinigten Mediums veranschaulicht.
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10 ist
eine grafische Darstellung, die zeitliche Änderungen von TCE-Konzentrationen
in verunreinigten Medien in Referenzbeispiel 1 und in den Vergleichsbeispielen
1 und 2 darstellt.
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11 ist
eine grafische Darstellung, die eine zeitliche Änderung der TCE-Konzentration
in dem verunreinigten Medium in Referenzbeispiel 2 zeigt.
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12 ist
eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer in Referenzbeispiel
3 verwendeten Vorrichtung zur Sanierung von Erdboden veranschaulicht.
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13 ist
eine grafische Darstellung, die zeitliche Änderungen der TCE-Konzentrationen
in verunreinigten Medien in Referenzbeispiel 3 und in Vergleichsbeispiel
3 zeigt.
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14 ist
eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer in Beispiel
4 verwendeten Vorrichtung zur Sanierung eines verunreinigten Mediums
veranschaulicht.
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15 ist
eine grafische Darstellung, die zeitliche Änderungen von TCE-Konzentrationen
in verunreinigten Medien in Beispiel 4 und in den Vergleichsbeispielen
4 und 5 zeigt.
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16 ist
eine grafische Darstellung, die zeitliche Änderungen der TCE-Konzentrationen
in verunreinigten Medien in Beispiel 4 und in den Vergleichsbeispielen
4 und 5 zeigt.
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g ist eine grafische Darstellung, die
zeitliche Änderungen
der TCE-Konzentrationen in verunreinigten Medien in Beispiel 5 und
in Referenzbeispiel 5 zeigt.
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18 ist
eine grafische Darstellung, die die zeitliche Änderung der TCE-Konzentration
in einem verunreinigten Medium in Referenzbeispiel 4 zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf mehrere Hintergrundbeispiele
und bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung ausführlich
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Die
Erfindung stellt in einem ersten Hintergrundbeispiel ein Sanierungsverfahren
mit fließenden
Mikroorganismen bereit, das in einem Bereich in unmittelbarer Nähe eines
Schadstoffes (z.B. Erdboden, Grundwasser) die Bildung eines Raumes
umfasst, der von einem Diaphragma bzw. einer Membran umgeben wird,
die der Schadstoff, jedoch kein Mikroorganismus durchdringen kann.
Ein Fluid, das den Schadstoff enthält, dringt durch die Membran
in das Fluid ein, das den Mikroorganismus enthält. Die schematische Darstellung
einer Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ist in 1 gezeigt.
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In 1 bezeichnen
die Bezugszahlen 101 einen Brutschrank für den Mikroorganismus,
der eine Abbauwirkung für
den Schadstoff aufweist; 102 einen Bereich, in dem der
Mikroorganismus fließt
(Mikroorganismus-Fließbereich)
und der eine äußere Wand
umfasst, die aus einer Membran besteht, die dem Mikroorganismus
das Durchdringen nicht ermöglicht,
jedoch dem Schadstoff das Durchdringen ermöglicht; 103 einen
Abfallspeicher, in dem das Medium aufbewahrt wird, das den Mikroorganismus
enthält,
der mit dem Schadstoff in dem Mikroorganismus-Fließbereich 102 in
Kontakt gebracht worden ist. Die Bezugszahl 104 bezeichnet
einen den Schadstoff enthaltenden Bereich. Die Pumpe 105 überführt das
den Mikroorganismus enthaltende Medium von dem Brutschrank 101 zum
Mikroorganismus-Fließbereich 102.
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Wenn
der Schadstoff die Membran durchdringt, kommt er mit dem Mikroorganismus
in dem Mikroorganismus-Fließbereich 102 in
Berührung
und wird durch den Mikroorganismus abgebaut. Somit nimmt die Konzentration
des Schadstoffes in dem verunreinigten Bereich ab, und der verunreinigte
Bereich ist saniert. Dieser Aufbau verbessert die Wirksamkeit einer
Kontaktherstellung zwischen dem Mikroorganismus und dem Schadstoff
und verbessert die Wirksamkeit einer Sanierung des verunreinigten
Bereiches im Vergleich zum direkten Einleiten von Mikroorganismen
in verunreinigte Bereiche.
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Beim
Einleiten von Mikroorganismen in die verunreinigten Bereiche 104 über den
Bereich 102 ist es bevorzugt, dass der Mikroorganismus-Fließbereich
die Quelle der Umweltver schmutzung umgibt, um das Entweichen des
Schadstoffes zu verhindern.
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In
einem Bereich, in dem der Schadstoff fließt, kann der Mikroorganismus-Fließbereich
vorzugsweise so in den Bereich eingefügt werden, dass eine wirksame
Isolierung des Schadstoffes gewährleistet
ist. Zu diesem Zweck sollte der zu behandelnde, Schadstoffe enthaltende
Bereich neben anderen Faktoren gemäß dem Aufbau des verunreinigten
Bereichs, der Art und der Konzentration des Schadstoffes auf geeignete
Weise ausgewählt
werden.
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Der
in den Mikroorganismus-Fließbereich
einzuleitende Mikroorganismus tritt bevorzugt in solch einer Umgebung
in Kontakt mit dem Schadstoff, die es ihm ermöglicht, den Schadstoff am wirksamsten
abzubauen. Zu diesem Zweck wird im Allgemeinen ein Mikroorganismus
in einem flüssigen
Nährmedium
gezüchtet,
bis er seine größtmögliche Wirkung
in einem optimierten Nährmedium
zeigt. Jedoch wird der Mikroorganismus selbst in solch einem optimierten
Nährmedium
beim Abbau von zum Beispiel Trichlorethylen oder anderen halogenierten
organischen Verbindungen durch ein Zwischenprodukt der Abbaureaktion
zerstört,
wodurch sich seine Wirksamkeit mit der Zeit verschlechtert. Es wird
angenommen, dass der Mikroorganismus vorzugsweise in seiner Anaphase
(Kernteilungsphase) der logarithmischen Wachstumsphase in das System
eingeleitet werden sollte. Unter dem Gesichtspunkt der Wirksamkeit
und der gesamten Zellzahl stellt der Mikroorganismus in dieser Phase
seinen größtmöglichen
Nutzen bereit.
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Dementsprechend
ist es bevorzugt, dem Mikroorganismus nicht zu ermöglichen,
stationär
bzw. unbewegt in dem Mikroorganismus-Fließbereich 102 zu verbleiben,
sondern ihn ständig
zuzuführen,
damit er frisch und aktiv bleibt. Noch bevorzugter ist es, wenn
der Mikroorganismus im optimalen Stadium seines Lebenszyklus zugeführt wird,
wobei ein diesen Mikroorganismus enthaltendes Medium so transportiert
wird, dass er in der Reaktionszone oder dem Reaktionsbereich in
einem aktiven Zustand vorhanden ist.
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Für den Ausgangsstoff,
die Porengröße und andere
Merkmale des Diaphragmas oder der Membran gibt es keine Einschränkungen
und sie können
vorzugsweise auf der Basis der Eignung, für den Schadstoff durchlässig zu
sein, ausgewählt
werden. Wenn der Schadstoff biologisch giftig ist, kann zum Beispiel
die Konzentration des mit dem Mikroorganismus in Berührung kommenden
Schadstoffes dadurch gesteuert werden, dass die Durchlässigkeit
des Diaphragmas für
den Schadstoff unterdrückt
wird. Die Porengröße kann
Null sein (mit anderen Worten, das Diaphragma kann porenfrei sein),
wenn der Schadstoff das Material des Diaphragmas genügend durchdringen
kann.
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Die
Abbauwirkung kann außerdem
durch Einstellung des Oberflächenbereiches
des Diaphragmas gesteuert werden. Zur Veranschaulichung, in einem
aus einer porösen
Hohlfasermembran bestehenden Diaphragma wird durch eine geeignete
Auswahl der Porengröße der Hohlfaser
der Oberflächenbereich
im Verhältnis
zum Fluidvolumen eingestellt und damit die Konzentration des dem
Mikroorganismus zuzuführenden Schadstoffes
geregelt. Wenn ein Schadstoff eingesetzt wird, der eine ausreichend
hohe Durchlässigkeit
aufweist, kann nur ein Teil des Diaphragmas aus einem Material bestehen,
welches der Schadstoff durchdringen kann. Der Rest des Diaphragmas
kann aus einem Material bestehen, das nicht von dem Schadstoff durchdrungen
wird. Falls gewünscht,
kann eine Membran verwendet werden, die teilweise porös und teilweise
porenfrei ist oder nicht von dem Schadstoff durchdrungen wird.
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Der
hier verwendete Begriff "Fluid" umfasst – wenn nicht
anders definiert – Gas,
Flüssigkeit
oder eine Mischung von Gas und Flüssigkeit. Das den Schadstoff
enthaltende Fluid kann gasförmig,
eine Flüssigkeit oder
eine Mischung aus einem Gas und einer Flüssigkeit sein. Wenn ein solches
Fluid, wie eine Schadstoff enthaltende Gas-Flüssigkeitsmischung, in dem Durchgang
beigemischt (zugegeben) wird, kann möglicherwise aus dem Reaktionsbereich
ein Gas oder eine Flüssigkeit
abgegeben werden, die nicht völlig
frei von dem Schadstoff sind. Diese Situation sollte vermieden werden.
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In
jedem Fall sollten der Ausgangsstoff, die Porengröße und der
Oberflächenbereich
des Diaphragmas, die Durchflussrate des den Mikroorganismus enthaltenden
Mediums oder andere Faktoren vorzugsweise in Abhängigkeit von der Abbauwirkung
des Mikroorganismus, der Konzentration des Schadstoffes in dem verunreinigten
Medium, der Giftigkeit des Schadstoffes oder ähnlichem festgelegt werden.
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Der
in diesem Hintergrundbeispiel zu verwendende Mikroorganismus kann
auf geeignete Weise aus bekannten Mikroben, die eine Abbauwirkung
für einen
zu behandelnden gewünschten
Schadstoff aufweisen, ausgewählt
werden. Typische Mikroorganismen mit Abbauwirkung umfassen:
- Welchia alkenophila sero 5 (ATCC 53570; USP
4877736),
- Welchia alkenophila sero 33 (ATCC 53571; USP 4877736), Methylocystis
sp. Stamm M (Agric. Biol. Chem., 53, 2903(1989); Biosci. Biotech.
Biochem., 56, 486(1992); ebenda 56, 736(1992),
- Methylosinus trichosprium OB3b (Am. Chem. Soc. Natl. Meet. Dev.
Environ. Microbiol., 29, 365(1989); Appl. Environ. Microbiol., 55,
3155(1989); Appl. Biochem. Biotechnol., 28, 877(1991); Japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-92274; Japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 3-292970),
- Methylomonas sp. MM2 (Appl. Environ. Microbiol., 57, 236(1991)),
- Alcaligenes denitrificans subsp. xylosoxidans JE75 (Arch. Microbiol.,
154, 410(1990)),
- Alcaligenes eutrophus JMP134 (Appl. Environ. Microbiol., 56,
1179(1990)), Mycobacterium vaccae JOB5 (J. Gen. Microbiol., 82,
163(1974), Appl. Environ. Microbiol., 54, 2960(1989), ATCC 29678),
- Pseudomonas putida BH (Journal of the Japan Sewage Works Association,
24, 27(1987)),
- Pseudomonas sp. Stamm G4 (App1. Environ. Microbiol., 52, 383(1986);
ebenda 53, 949(1987); ebenda 54, 951(1988), ebenda 56, 1279(1990);
ebenda 57, 1935(1991); USP 4925802; ATCC 53617; dieser Mikroorganismus
wurde zuerst in Pseudomonas cepacia, dann jedoch in Pseudomonas
sp. eingeordnet,
- Pseudomonas mendocina KR-1 (Bio. Technol., 7, 282(1989)),
- Pseudomonas putida F1 (Appl. Environ. Microbiol., 54, 1703(1988),
ebenda 54, 2578(1988)),
- Pseudomonas fluorescens PFL12 (Appl. Environ. Microbiol., 54,
2578(1988)),
- Pseudomonas putida KWI-9 (Japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 6-70753),
- Pseudomonas cepacia KK01 (Japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 6-227769),
- Nitrosomonas europaea (Appl. Environ. Microbiol., 56, 1169(1990)),
und
- Lactobacillus vaginalis sp. nov. (Int. J. Syst. Bacteriol.,
39, 368(1989), ATCC 49540) und so weiter.
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Beispiele
der bevorzugten Mikroorganismen umfassen den Stamm J1 (FERM BP-5102),
den Stamm JM1 (FERM BP-5352), den Stamm JM2N (FERM BP-5961) und ähnliches,
wenn der Schadstoff ein halogenierter aliphatischer Kohlenwasserstoff
(z.B. Dichlorethylen, Trichlorethylen oder Tetrachlorethylen) oder
eine aromatische Verbindung (z.B. Phenol oder Toluol) ist. Jeder
der Stämme
J1, JM1 und JM2N wurde in den nachstehenden anhängigen US-Anmeldungen Nr. 454
515 (am 30. Mai 1995 eingereicht), Nr. 608 808 (am 29. Februar 1996
eingereicht) und Nr. 902 941 (am 30. Juli 1997 eingereicht) beschrieben.
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Ferner
wurde jeder der Stämme
nach den Begriffen und Bedingungen des Vertrages von Budapest unter
der Zugriffsnummer FERM BP-5102 (Stamm J1), FERM BP-5352 (Stamm
JM1) und FERM BP-5961 (Stamm JM2N) hinterlegt. Außerdem können für diesen
Zweck wirksame Bakterien, Mikroalgen, Pilze, Mykobakterien, Protozoen
und ähnliches,
die eine Schadstoff abbauende Wirksamkeit aufweisen, eingesetzt
werden.
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Zweites Hintergrundbeispiel
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2 ist
eine schematische Darstellung, die ein zweites Hintergrundbeispiel
des Sanierungsverfahrens für
ein verunreinigtes Medium und eine dafür verwendete Vorrichtung veranschaulicht.
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In 2 zeigen
die Bezugszahlen 201, 202 bzw. 203 einen
Behälter
für ein
erstes Medium, das einen Schadstoff enthält; einen Behälter für ein zweites
Medium, das einen Mikroorganismus enthält, der geeignet ist, den Schadstoff
abzubauen; und einen Reaktionsbehälter, in dem der Mikroorganismus
und das erste Medium durch Einfügung
einer Membran, die der Schadstoff, aber nicht der Mikroorganismus
durchdringen kann, miteinander indirekt in Berührung kommen. Die Bezugszahl 204 ist
eine Einrichtung, wie eine Pumpe, zum Zuführen des den Mikroorganismus
enthaltenden zweiten Mediums von dem Behälter 202 zum Reaktionsbehälter 203; 205 ist
eine Einrichtung, wie eine Pumpe, zum Zuführen des ersten Mediums von
dem Behälter 201 zum
Reaktionsbehälter 203; 206 ist
ein Tank zum Aufbewahren des zweiten Mediums, das mit dem Schadstoff in
dem Reaktionsbehälter 203 in
Berührung
gebracht wurde; 207 ist ein Tank zum Aufbewahren des ersten Mediums,
das in dem Reaktionsbehälter 203 behandelt
wurde. Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem ersten Hintergrundbeispiel
dadurch, dass das erste Medium, das den Schadstoff enthält, zum
Fließen
veranlasst wird.
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3 und 4 sind
jeweils vergrößerte Querschnittsdarstellungen
einer anderen Realisierung bzw. Ausführung des in 2 gezeigten
Reaktionsbehälters 203.
In 3 und
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4 bezeichnet
die Bezugszahl 301 ein röhrenförmiges Gehäuse mit einer ersten Öffnung 303 und einer
zweiten Öffnung 304.
Eine der ersten und der zweiten Öffnungen
wird als Einlass des ersten Mediums, das den Schadstoff enthält, in das
röhrenförmige Gehäuse und
die andere als Auslass desselben verwendet, womit das röhrenförmige Gehäuse einen
Durchgang für
das erste Medium bildet. Die Bezugszahl 302 bezeichnet
ein röhrenförmiges Element,
das in dem röhrenförmigen Gehäuse 301 eingeschlossen
ist. Dieses röhrenförmige Element
weist eine erste Öffnung 305 und
eine zweite Öffnung 306 auf.
Die äußere Wand 307 des röhrenförmigen Elements 302 besteht
aus einer Membran, die der Mikroorganismus nicht, wohl aber der Schadstoff
durchdringen kann. Das röhrenförmige Element 302 bildet
einen Durchgang für
das zweite Medium, das den Mikroorganismus mit der Abbauwirkung
für den
Schadstoff enthält.
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In
diesem Reaktionsbehälter
kommen das erste und das zweite Medium, während sie jeweils fließen, durch
die Einfügung
der äußeren Wand 307 des
röhrenförmigen Elements 302 im
Inneren des röhrenförmigen Gehäuses 301 miteinander
in Berührung.
Der Schadstoff durchdringt die äußere Wand 307,
kommt mit dem darin befindlichen Mikroorganismus in Berührung und
wird abgebaut. Das in 3 gezeigte, röhrenförmige Gehäuse ist
derart ausgebildet, dass ein Fluid, das in dem in der Kammer eingeschlossenen
röhrenförmigen Element
fließt,
in eine vorgegebene Richtung, zum Beispiel von der ersten Öffnung 303 zu
der zweiten Öffnung 304,
fließt.
In dem in 4 gezeigten röhrenförmigen Gehäuse gibt
es keine Regelmäßigkeit
zwischen der Richtung des Fluides, das in dem in der Kammer eingeschlossenen
röhrenförmigen Element
fließt,
und der Richtung des ersten Mediums, das in dem röhrenförmigen Gehäuse fließt.
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Da
die Abbauwirkung des Mikroorganismus mit dem Volumen des behandelten
Schadstoffes abnimmt, schwankt sie zwischen dem stromaufwärts gelegenen
Bereich und dem stromabwärts
gelegenen Bereich des röhrenförmigen Elements 302.
Mit anderen Worten, die Abbauwirkung des am Anfang in das röhrenförmige Element
eingeleiteten Mikroorganismus ist in dem stromaufwärts gelegenen
Bereich des röhrenförmigen Elements 302 höher. Mittels
der in 3 gezeigten Vorrichtung und auch durch Steuerung
der Fließrichtungen
des ersten und des zweiten Mediums wird die Sanierung des verunreinigten
Mediums mit Hilfe der Verteilung (des Unterschieds) der Abbauwirkung
des Mikroorganismus in dem röhrenförmigen Element
verbessert. Dieser Aufbau wird nachstehend als vierte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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In
der in 4 gezeigten Vorrichtung entspricht die Abbauwirkung
bei mehrmaligem Hin- und Herfließen des Mikroorganismus einem
Mittelwert der Abbauwirkungen des Mikroorganismus. Dieser Aufbau
wird vorteilhafterweise zur Behandlung eines ersten Mediums verwendet,
das den Schadstoff in vergleichsweise geringer Konzentration enthält.
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Drittes Hintergrundbeispiel
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Das
vorstehend erwähnte
zweite Hintergrundbeispiel ist auf ein Verfahren zur Sanierung von
verunreinigtem Boden an Ort und Stelle anwendbar. 5 ist
eine schematische Darstellung, die ein solches Verfahren veranschaulicht.
In
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5 stellt
die Bezugszahl 501 einen verunreinigten Bodenbereich dar,
und 502 ist eine Saugpumpe zum Sammeln entweder von Schadstoff
in dem Bodenbereich 501 oder eines den Schadstoff enthaltenden Mediums,
um das erste Medium, das den Schadstoff enthält, zu einem Reaktionsbehälter 503 zu
leiten. In dem Reaktionsbehälter 503 kommt
es zwischen dem ersten Medium, das den Schadstoff im Boden enthält, und dem
Mikroorganismus zu einer Reaktion.
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6 und 7 sind
jeweils eine vergrößerte Querschnittsdarstellung,
die eine unterschiedliche Ausführung
des in
-
5 gezeigten
Reaktionsbehälters 503 veranschaulichen.
Diese Ausführungen
umfassen jeweils ein röhrenförmiges Element 302,
das in einem röhrenförmigen Gehäuse 301 aufgenommen
ist, wie es in 3 oder 4 dargestellt
wird. Das röhrenförmige Gehäuse 301 weist
ein bleistiftförmiges Äußeres auf,
damit es ohne weiteres in den Bodenbereich eindringt. Der Boden
des röhrenförmigen Gehäuses 301 ist
mit einer Öffnung 504 (eine
zweite Öffnung)
versehen, um das den Schadstoff enthaltende, erste Medium ab- oder
anzusaugen. Das den Schadstoff enthaltende, erste Medium wird von
der in 5 dargestellten Saugpumpe 502 durch die
zweite Öffnung 504 angesaugt
und fließt
zu der ersten Öffnung 505 und
kommt vermittels der eingefügten
Membran mit dem den Mikroorganismus enthaltenden zweiten Medium
in Berührung,
das in dem im röhrenförmigen Gehäuse 301 aufgenommenen
röhrenförmigen Element 302 fließt. Der
Schadstoff im ersten Medium durchdringt die Wand des röhrenförmigen Elements 302 und
kommt darin mit dem Mikroorganismus in Berührung und wird so durch diesen
abgebaut.
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Vierte Ausführungsform
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Die
vierte erfindungsgemäße Ausführungsform
ist ein Verfahren zur Behandlung eines verunreinigten Mediums und
eine dafür
verwendete Vorrichtung.
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8 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung,
die eine weitere Ausführungsform
des Reaktionsbehälters 203 von 2 veranschaulicht,
in der die Bezugszahl 801 ein röhrenförmiges Gehäuse bezeichnet, das einen Durchgang
für das
erste Medium bildet und an jedem Ende eine Öffnung 803 als Einlass
und eine Öffnung 804 als
Auslass jeweils für
das erste Medium aufweist. Die Bezugszahl 802 bezeichnet
ein röhrenförmiges Element,
dessen äußere Wand
aus einer Membran besteht, die der Schadstoff, jedoch nicht der
Mikroorganismus durchdringen kann. Dieses röhrenförmige Element weist erste und
zweite Öffnungen 805 bzw. 806 auf,
die einen Durchgang für
das zweite Medium, das zum Beispiel von der ersten Öffnung 805 nach
unten zu der zweiten Öffnung 806 fließt, bilden.
Das röhrenförmige Element 802 ist
in dem röhrenförmigen Gehäuse 801 derart
gewunden und aufgenommen, dass das zweite Medium beim Einleiten
durch den Einlass 805 in das röhrenförmige Element 802 in
eine Richtung von dem Auslass 804 für das erste Medium nach unten
zum Einlass 803 für
das erste Medium in dem röhrenförmigen Gehäuse 801 fließt.
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Das
den Schadstoff enthaltende, erste Medium wird mittels einer Zuführeinrichtung,
wie einer Pumpe, von einem nicht gezeigten, ersten Behälter durch
den Einlass 803 in das röhrenförmige Gehäuse 801 eingeleitet.
Das den Mikroorganismus enthaltende, zweite Medium, das in einem
nicht gezeigten, zweiten Behälter aufgenommen
und in der Abbauwirkung für
den Schadstoff verbessert ist, wird unter Anwendung einer Zuführeinrichtung
durch die Öffnung 805 in
das röhrenförmige Element 802 eingeleitet.
Das erste und das zweite Medium fließen jeweils in entgegengesetzte
Richtungen zueinander und kommen durch die Einfügung der äußeren Wand des röhrenförmigen Elements 802 indirekt
miteinander in Berührung.
Dieser Aufbau erzeugt einen Gradienten der Abbauwirkung des Mikroorganismus
für den
Schadstoff von stromaufwärts
nach stromabwärts in
dem röhrenförmigen Element 802.
Genauer gesagt wird die Schadstoff abbauende Wirksamkeit des in
das röhrenförmige Element 802 eingeleiteten
Mikroorganismus unmittelbar nach Einleitung auf ein Höchstmaß gebracht
und nimmt in stromabwärtiger
Richtung ab, da das den Mikroorganismus enthaltende, zweite Medium stromabwärts fließt und den
Schadstoff in dem ersten Medium, das die Membran durchdrungen hat,
abbaut.
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Durch
die Nutzung des Gradientens der Schadstoffabbauwirkung erzielt diese
Ausführungsform
eine noch stärkere
Sanierung des ersten Mediums. Diese Ausführungsform stellt ein System
bereit, in welchem das den Schadstoff in hoher Konzentration enthaltende,
erste Medium und der Mikroorganismus mit einer vergleichsweise minimalen
Schadstoffabbauwirkung in der Umgebung des Einlasses 803 für das erste
Medium in dem röhrenförmigen Gehäuse 801 miteinander
in Berührung
kommen, und in welchem das den Schadstoff in relativ geringer Konzentration
enthaltende, erste Medium sowie der Mikroorganismus mit einer größtmöglichen
Schadstoff abbauenden Wirksamkeit in der Umgebung des Auslasses 804 für das erste
Medium in dem röhren förmigen Gehäuse 801 miteinander
in Berührung
kommen. In diesem System nimmt die Schadstoffkonzentration in dem
ersten Medium in der Größenordnung
weniger ab als in der Ausführungsform,
in der das erste und das zweite Medium in die gleiche Richtung fließen. Deshalb
kann in diesem System die Schadstoffkonzentration stabil und kontinuierlich
abnehmen.
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Als
der in dieser Ausführungsform
verwendete Mikroorganismus sind diejenigen bevorzugt, die zum Abbau
des Schadstoffes geeignet sind. Da sich die Abbauwirkung stromabwärts des
Durchflusses des den Mikroorganismus enthaltenden Mediums verschlechtert,
wird eine vorteilhaftere Verwendung mit Mikroorganismen erreicht,
die eine solche Schadstoff abbauende Wirksamkeit zur Senkung der
Schadstoffkonzentration selbst dann aufweisen, wenn sich die Abbauwirkung
verschlechtert.
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Beschreibung des ersten
Mediums
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Das
erste, den Schadstoff enthaltende Medium kann ein Gas, eine Flüssigkeit
oder eine Mischung eines Gases und einer Flüssigkeit (eine Gas-Flüssigkeitsmischung)
sein. Wenn das erste Medium eine Gas-Flüssigkeitsmischung ist, ist
es bevorzugt ein Fließen
des ersten Mediums zu veranlassen, bei dem das erste Medium in dem
Durchgang nicht geschüttelt
bzw. aufgewirbelt wird, das heißt,
der Gegenstrom gegen das zweite Medium nicht gestört wird.
Dieser gleichmäßige Durchfluss
wird die Schadstoffkonzentration in dem ersten Medium weiter senken
oder die Reaktionszeit verkürzen.
In jedem Fall sollten Ausgangsmaterial, Porengröße und Oberflächenbereich
des Diaphragmas, die Durchflussraten des den Mikroorganismus enthaltenden
Mediums und des den Schadstoff enthaltenden Mediums oder anderes
vorzugsweise in Abhängigkeit
von der Abbauwirkung des Mikroorganismus, der Konzentration des
Schadstoffes in dem verunreinigten Medium, der Giftigkeit des Schadstoffes
oder ähnlichem
festgelegt werden.
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Beschreibung des zweiten
Mediums
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Im
Allgemeinen wird ein Mikroorganismus in einem flüssigen Nährmedium gezüchtet, wobei
er seine maximale, Schadstoff abbauende Wirksamkeit in einem optimierten
Nährmedium
zeigt. Es ist deshalb in dieser Ausführungsform bevorzugt und vorteilhaft,
dass der Mikroorganismus mit einer Schadstoff abbauenden Wirksamkeit
mit dem Schadstoff in einer Umgebung in Berührung kommt, die es dem Mikroorganismus
ermöglicht, seine
Wirksamkeit am effizientesten zu zeigen. Dementsprechend besteht
das zweite Medium vorzugsweise aus einem flüssigen Medium, insbesondere
einem für
den Mikroorganismus optimierten, flüssigen Medium.
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Der
Mikroorganismus wird zu dem Zeitpunkt, an dem er den Schadstoff
abbaut, vorzugsweise in der Anaphase der logarithmischen Wachstumsphase
verwendet. Es ist zweckmäßig, dass
der Mikroorganismus der Reaktionszone zugeführt und veranlasst wird, in
dem zweiten Medium zu fließen
und in der Zone so lange zurückgehalten
wird, wie er aktiv bleibt. Deshalb sollte ein Behälter für das zweite
Medium zweckmäßigerweise ein
Brutschrank für
den Mikroorganismus sein, um zum Beispiel die Schadstoff abbauende
Wirksamkeit des Mikroorganismus zu steuern.
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Beschreibung der die äußere Wand
des röhrenförmigen Elements
bildenden Membran
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Die
Membran, die die äußere Wand 307 des
röhrenförmigen Elements 302 bildet,
ist vorzugsweise eine Membran, durch die der Schadstoff, aber nicht
der Mikroorganismus fließen
kann. Sofern die Membran diese Anforderung erfüllt, gibt es für das Material,
die Porengröße und andere
Parameter keine Einschränkungen
und sie können
entsprechend der Größe des abzubauenden
Schadstoffes und des zu verwendenden Mikroorganismus ausgewählt werden.
Zur Veranschaulichung, die Molekülgröße (Durchmesser)
von Trichlorethylen liegt in der Größenordnung von Angström (1 Å = 0,1
nm), und die Größe des Stammes
JM1 (FERM BP-5352) mit einer Abbauwirkung für Trichlorethylen beträgt etwa
0,5 bis 1 μm.
In diesem Falle kann zweckmäßiger weise
eine Membran aus einer Hohlfaser oder ähnlichem als röhrenförmiges Element 302 mit
einer Porengröße verwendet
werden, bei der das Trichlorethylen und nicht der Mikroorganismus
die äußere Wand durchdringen
kann. Die Abbauwirkung kann außerdem
durch das Einstellen des Oberflächenbereiches
des Diaphragmas gesteuert werden. Wenn zum Beispiel eine poröse Membran
aus Hohlfaser als Diaphragma verwendet wird, bestimmt die Auswahl
der Porengröße der Hohlfasermembran
den Oberflächenbereich
im Verhältnis
zum Fluidvolumen und steuert damit die Schadstoffkonzentration.
Als Hohlfasermembranen können zum
Beispiel solche verwendet werden, die aus Fluorharzen, Polysulfonen
oder Zellulosen bestehen.
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Wenn
der Schadstoff gegenüber
dem Ausgangsmaterial der Membran eine ausreichende Durchlässigkeit
aufweist, kann von einer Hohlfasermembran Gebrauch gemacht werden,
die porenlos ist. Beispielhaft kann TCE und ähnliches eine aus Polysulfon
bestehende Hohlfasermembran selbst bei fehlenden Poren durchdringen.
In dieser Ausführungsform
kann die Schadstoffkonzentration gesteuert werden, indem das Diaphragma
so hergestellt wird, dass es zum Teil aus einem Material besteht,
das für
den Schadstoff durchlässig ist.
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Wenn
der Schadstoff oder sein Zwischenprodukt während des Abbauprozesses eine
biologische Giftigkeit besitzt, kann die Schadstoffkonzentration
steuerbar werden, indem eine Membran verwendet wird, die eine relativ
geringe Durchlässigkeit
für den
Schadstoff aufweist.
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Diese
Ausführungsform
ist vorteilhaft, wenn das erste und das zweite Medium jeweils in
entgegengesetzter Richtung zueinander fließen, und die Schadstoffkonzentration
ist geringer als in dem Fall, in dem die beiden Medien in gleicher
Richtung fließen.
Dieser Zustand hängt
zum Teil von dem zu verwendenden Mikroorganismus, der Ausgangskonzentration
des Schadstoffes in dem ersten Medium, der Art des ersten und des zweiten
Mediums, der Berührungszeit
des ersten und des zweiten Mediums (z.B. die Länge der Reaktionszone oder
des Reaktionsfeldes, die Durchflussraten des ersten und des zweiten
Mediums) und den Eigenschaften der zwischen dem ersten und dem zweiten
Medium angeordneten Membran ab. Nachstehend werden praktische Beispiele
der Ausführungsformen
beschrieben, in denen ein entgegengesetzter Durchfluss des ersten Mediums
und des zweiten Mediums größere Vorteile
gegenüber
einem einseitig gerichteten Durchfluss bieten.
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Zur
Veranschaulichung, wenn eine wie nachstehend angegebene Sanierung
durchgeführt
wurde, war in dem ersten Medium in der Nähe des Auslasses des röhrenförmigen Gehäuses praktisch
kein Trichlorethylen nachweisbar. Das erste Medium war 100 ppm Trichlorethylen
enthaltende Luft; das zweite Medium war ein Nährmedium, das 2,3 × 10
6 Zellen/ml des mikrobiellen Stammes JM1
(FERM BP-5253) enthielt, die durch 3 Tage langes Inkubieren des
Mikroorganismus in dem Medium M9 mit der nachstehenden Zusammensetzung erhalten
worden waren; das röhrenförmige Gehäuse war
eine Glassäule
[30 mm x 1000 mm (Innendurchmesser × Länge)]; das röhrenförmige Element
war eine aus Fluorharz bestehende Hohlfasermembran [30 mm × 4 mm × 3 mm (Länge × Außendurchmesser × Innendurchmesser);
Handelsname: Poreflon-Filterröhrchen
(Poreflon Filter Tube), Flon Kogyo K.K.]; der Durchsatz bzw. die
Durchflussrate des ersten Mediums betrug 3 Liter/Stunde und die
Durchflussrate des zweiten Mediums in entgegengesetzter Richtung
zum ersten Medium betrug 5,9 ml/Stunde. Wenn das erste und das zweite
Medium in der gleichen Richtung transportiert wurden, näherte sich
im Gegensatz dazu die TCE-Konzentration in dem ersten Medium in
der Umgebung des Auslasses der Glassäule etwa 15 bis 30 ppm und
es war schwierig, die Konzentration unter diesen Wert zu senken. Dementsprechend
ist es vorteilhaft, zu veranlassen, dass das erste und das zweite
Medium in entgegengesetzten Richtungen zueinander fließen. [Zusammensetzung
des Mediums M9]
Na2HPO4 | 6,
2 g/l |
KH2PO4 | 3
g/l |
NaCl | 0,5
g/l |
NH4Cl | 1
g/l |
Natrium-Glutamat | 5
g/l |
Wasser | Rest |
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In
einer weiteren Ausführungsform,
in der eine Verunreinigung wie nachstehend saniert wurde, war Trichlorethylen
in dem ersten Medium in der Umgebung des Auslasses des röhrenförmigen Gehäuses praktisch nicht
nachweisbar. Das erste Medium bestand aus 200 ppm Trichlorethylen
enthaltender Luft, das zweite Medium war ein Nährmedium, das 8,4 × 108 Zellen/ml von Pseudomonas cepacia KK01
(FERM BP-4235) enthielt, die durch etwa 50 Stunden langes Inkubieren
des Mikroorganismus in einem M9-Medium, das ferner 0,1% Hefeextrakt
und 300 ppm Phenol enthielt, erhalten worden waren; das röhrenförmige Gehäuse war
eine Glassäule
[30 mm × 1000
mm (Innendurchmesser × Länge)]; das
röhrenförmige Element
war eine aus einem Fluorharz bestehende Hohlfasermembran [30 mm × 4 mm × 3 mm (Länge × Außendurchmesser × Innendurchmesser), Handelsname:
Poreflon-Filterröhrchen,
Flon Kogyo K.K.]; die Durchflussrate des ersten Mediums betrug 1,8 1/h
und die Durchflussrate des zweiten Mediums 4,9 ml/h in einer zum
ersten Medium entgegengesetzten Richtung. Im Gegensatz dazu war
die TCE-Konzentration in dem ersten Medium in der Umgebung des Auslasses
der Glassäule
nur auf etwa 45 ppm zurückgegangen,
wenn das erste und das zweite Medium in die gleiche Richtung flossen,
wobei es schwierig war, die Konzentration unter diesen Wert zu senken.
Dementsprechend ist es vorteilhaft, zu veranlassen, dass das erste
und das zweite Medium unter den vorstehend genannten Bedingungen
in entgegengesetzte Richtungen zueinander fließen.
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Als
ein noch weiteres Beispiel wurde eine Verunreinigung wie nachstehend
saniert, wobei die Konzentration von Trichlorethylen in dem ersten
Medium in der Umgebung des Auslasses des röhrenförmigen Gehäuses nicht mehr als 0,02 ppm
betrug. Das erste Medium bestand aus 20 ppm Trichlorethylen enthaltendes
Wasser; das zweite Medium war ein Nährmedium, das 1,3 × 109 Zellen/ml des Stammes JM1 (FERM BP-5253) enthielt, die
durch etwa 48 Stunden langes Inkubieren des Mikroorganismus in einem
M9-Medium, das ferner 0,5% Natrium-Glutamat enthielt, erhalten worden
waren; das röhrenförmige Gehäuse war
eine Glassäule
[45 mm × 500
mm (Innendurchmesser × Länge)]; das
röhrenförmige Element
war eine aus einem Fluorharz bestehende Hohlfasermembran [30 mm × 4 mm × 3 mm (Länge × Außendurchmesser × Innendurchmesser), Handelsname:
Poreflon--Filterröhrchen,
von Flon Kogyo K.K. hergestellt]; die Durchflussrate des ersten
Mediums betrug 50 ml/h und die Durchflussrate des zweiten Mediums
10 ml/h in der entgegengesetzten Richtung. Im Gegensatz dazu wurde
die Konzentration von Trichlorethylen nur auf etwa 0,2 ppm verringert,
wenn das erste und das zweite Medium veranlasst wurden, in die gleiche
Richtung zu fließen.
Deshalb ist es vorteilhaft, zu veranlassen, dass das erste und das
zweite Medium unter den vorstehend genannten Bedingungen in entgegengesetzten
Richtungen zueinander fliegen.
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Die
vorstehend genannte, vierte Ausführungsform
veranschaulicht einen Aufbau, bei dem das röhrenförmige Element 302 für das zweite
Medium ein einzelner Durchgang ist. In dem röhrenförmigen Gehäuse können jedoch mehrere röhrenförmige Elemente
verwendet werden, um die Wirksamkeit der Sanierung des ersten Mediums
zu verbessern. Eine Steuerung der Durchflussrate des Mikroorganismen
enthaltenden Mediums in dem röhrenförmigen Element 302 führt zu einer
feineren Regelung der Verteilung der Abbauwirkung in dem Reaktionsapparat
und ermöglicht
es daher, einen wirksameren Einfluss auszuüben, wenn in dem verunreinigten
Fluid Schwankungen der Schadstoffkonzentration auftreten. So kann
die Abbauwirkung des Mikroorganismus voll ausgenutzt werden, um
den Schadstoff vollständig
abzubauen.
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In
der vorstehend genannten, vierten Ausführungsform fließt das zweite
Medium in dem röhrenförmigen Element 302.
Falls gewünscht,
kann jedoch das erste Medium in dem röhrenförmigen Element 302 fließen. wenn
das erste Medium eine große
Menge an Teilchen enthält
oder wenn zum Beispiel eine feine Hohlfasermembran als röhrenförmiges Element 302 verwendet
wird, kann die Hohlfasermembran verstopfen. Es ist bevorzugt, ein
Verstopfen, das die Wirksamkeit des Verfahrens verringert, zu verhindern.
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In
dem Aufbau der vorstehend erwähnten
vierten Ausführungsform
wird der Mikroorganismus in dem in 2 gezeigten
Behälter 202 als
Brutschrank gezüchtet
und anschließend
in den Reaktionsbehälter 203 eingeleitet.
Es kann auch ein Aufbau verwendet werden, bei dem der Mikroorganismus
nicht in dem Behälter 202,
sondern in einem getrennt angeordneten Brutschrank gezüchtet wird,
und das sich ergebende Nährmedium
in dem Behälter 202 aufbewahrt
wird. Die verwendeten Zuführeinrichtungen 204 und 205 leiten
einen Durchfluss des ersten und/oder des zweiten Mediums ein und
schließen
zum Beispiel eine Einrichtung ein, die den hydrostatischen Druck
nutzt. Bei dieser vorteilhaften Weiterbildung wird das erste Medium
zeitweilig in dem Behälter 201 aufbewahrt.
Dieser ist nicht wesentlich, wird aber vorzugsweise in der vorstehend
genannten Ausführungsform
verwendet, da der Behälter 201 Schwankungen
der Konzentration oder des Volumens des verunreinigten Mediums entgegenwirkt
oder verhindert, die die Behandlung des verunreinigten Mediums in dem
Reaktionsbehälter 203 ungünstig beeinflussen.
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Zum
Transportieren des den Mikroorganismus enthaltenden Mediums in dem
röhrenförmigen Element ist
der Druck des Mediums vorzugsweise geringer als der des Mediums,
das den Schadstoff enthält,
um das Verstopfen der zwischen den beiden Medien angeordneten Membran
zu hemmen oder zu verhindern. Wenn der Schadstoff ein halogenierter
aliphatischer Kohlenwasserstoff (z.B. Trichlorethylen) ist, kann
die Wirksamkeit eines Massenaustausches (Stoffübergang) verbessert werden,
indem ein Diaphragma verwendet wird, das aus einem hydrophoben Material
gebildet ist, und der Druck des verunreinigten Mediums erhöht wird.
In diesem Fall kann die Wirksamkeit des Kontaktes durch eine Behandlung
des Mediums noch weiter verbessert werden, um Partikel, die eine
Pfropfenbildung verursachen, zum Beispiel dadurch auszu schließen, dass
solche Partikel zuvor eliminiert werden, um den Druck des verunreinigten
Mediums zu erhöhen.
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Wie
vorstehend beschrieben, stellt die Erfindung eine wirksame Sanierung
eines einen Schadstoff enthaltenden Mediums mit Hilfe eines Mikroorganismus
bereit. Sie erhöht
außerdem
die Reaktionsgeschwindigkeit des Schadstoffes mit dem Mikroorganismus,
um die zur Sanierung benötigte
Zeit zu verkürzen.
Sie erreicht eine verbesserte Sanierung des Mediums, das den Schadstoff
enthält,
in kürzerer
Zeit.
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Die
Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele
ausführlicher
beschrieben.
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Referenzbeispiel 1
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Die
in 9 gezeigte Vorrichtung wurde gemäß der nachstehenden
Vorgehensweise aufgebaut:
Für
das röhrenförmige Gehäuse 901,
das den Reaktionsbehälter 203 bildet,
wurde eine Glassäule
(Innendurchmesser 30 mm, Länge
1000 mm) mit Schrauböffnungen
an jedem Ende und zwei Schraubkappen 902 verwendet. In
das Innere der Schraubkappen 902 wurden mit Teflon beschichtete
Gummidichtungen eingesetzt, wobei die Mittelpunkte der Kappen und
Dichtungen mit Nadellöchern
versehen waren, durch die die 0,7 mm-Teflon-Röhrchen 903 und 904 durchgeführt wurden,
um die erste und die zweite Öffnung
des röhrenförmigen Gehäuses 901 zu
bilden.
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Ein
Ende des Teflon-Röhrchens 903 wurde über einen
Durchflussmesser 905 mit einem Normgas-Erzeuger 906 (Permeater
PD-1B, von Gastech Inc. hergestellt) verbunden, und ein Ende des
anderen Teflon-Röhrchens 904 wurde
mit einer Entnahmeöffnung 907 und
einem mit Aktivkohle gefüllten
Abscheider 909 verbunden.
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Als
Nächstes
wurde als röhrenförmiges Element 902 ein
Poreflon-Filterröhrchen
(Außendurchmesser 4
mm, Innendurchmesser 3 mm, Flon Kogyo K.K.) etwa 30 m in die Säule gemäß 4 eingesetzt,
wobei die beiden Enden des Röhrchens
durch Löcher,
die in den Dichtungen und Schraubkappen 902 angeordnet
waren, aus der Säule
heraus geführt
wurden und ein Ende mit einem Tank (ein Behälter) 910 zum Zuführen eines zweiten
Mediums, das einen Mikroorganismus enthält, und das andere Ende mit
einem Abwassertank 911 verbunden wurde.
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Der
Behälter
910 für das zweite
Medium wurde mit einem Nährmedium
gefüllt,
das einen Mikroorganismus mit einer Abbauwirkung enthielt. Dem Behälter wurde
jeden Tag erneut frisches und lebendes Nährmedium zugeführt. Als
Mikroorganismus wurde der Stamm JM1 (FERM BP-5352) in einer Zellkonzentration von
1,2 × 10
8 Zellen/ml nach 3 Tage langer Züchtung eingesetzt.
Die Zusammensetzung des Mediums war wie folgt:
Na2HPO4 | 6,2
g/l |
KH2PO4 | 3
g/l |
NaCl | 0,5
g/l |
NH4Cl | g/l |
Natrium-Glutamat.H2O | 10
g/l |
Wasser | Rest |
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Der
Normgas-Erzeuger 906 (standard gas generator) wurde mit
Trichlorethylen (TCE) versorgt und so eingestellt, daß der Säule 100
ppm TCE enthaltende Luft zugeführt
wurden. Das Durchflussvolumen des Normgases wurde mit dem Durchflussmesser 905 auf
3 l/h geregelt.
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Die
Säule wurde
anschließend
aufrecht an einem Stativ befestigt und die Durchflussrate des zweiten Mediums
auf 17,7 ml/h eingestellt, indem die Höhe des Behälters 910 für das zweite
Medium und die Höhe des
Abwassertanks 911 eingestellt wurden. Diese Durchflussrate
war so beschaffen, dass der Mikroorganismus das Poreflon-Filterröhrchen in
der Säule
in etwa einem halben Tag durchflossen hatte.
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Als
Nächstes
wurde dem Poreflon-Filterröhrchen
das den Mikroorganismus enthaltende Nährmedium zugeführt, und
nach Beendi gung der vollständigen
Beschickung des Nährmediums
in das Röhrchen
wurde die TCE enthaltende Luft eingeleitet. Die Konzentration von
TCE in der Luft wurde an der am Teflonröhrchen 904 angeordneten
Entnahmeöffnung 907 überwacht
und durch einen Gaschromatographen gemessen, der mit einem Flammenionisationsdetektor
FID versehen war (Handelsname: GC14B, von Shimadzu Corp., Japan
hergestellt). In einer 5-tägigen
ununterbrochenen Messung wurde wie in 10 gezeigt
kein TCE festgestellt.
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Vergleichsbeispiel 1
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Die
Messung der TCE-Konzentration wurde 5 Tage lang in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt,
mit der Ausnahme, dass in dem Behälter 910 nur ein Nährmedium
ohne Mikroorganismen eingesetzt worden war. Wie aus 10 deutlich
wird, begann die Feststellung von TCE zu dem Zeitpunkt, als die
Luft innerhalb der Säule
ersetzt wurde. Dies zeigt, dass TCE durch den Mikroorganismus in
Beispiel 1 abgebaut wurde.
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Vergleichsbeispiel 2
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Die
Konzentration von TCE in dem Luftdurchfluss aus dem Teflon-Röhrchen 904 wurde überwacht
und 5 Tage lang nach der gleichen Vorgehensweise wie in Beispiel
1 gemessen, mit der Ausnahme, dass dem Nährmedium nicht erneut frisches
Material zugeführt
wurde, nachdem es zu Beginn in das Poreflon-Filterröhrchen 902 eingefüllt worden
war. TCE wurde etwa 10 Stunden nach Versuchsbeginn nachgewiesen,
und die Vorrichtung hatte ihre Sanierungswirkung nach 17 Stunden
nahezu verloren.
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Referenzbeispiel 2
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Ein
Versuch wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass
anstelle des Normgas-Erzeugers 906 ein
Tank verwendet wurde, der 40 l einer wässrigen 5 ppm TCE-Lösung enthielt, um
der Säule
eine Lösung
mit einer Durchflussrate von 0,25 l/h zuzuführen. Um die TCE-Lösung der Säule zuzuführen, wurde eine Rollenpumpe
(RP-MRF1, von FURUE SCIENCE Co., Ltd. hergestellt) eingesetzt. Von dem
aus dem Teflonröhrchen 904 abgegebenen,
behandelten Wasser wurde durch die Entnahmeöffnung 907 eine Probe
entnommen und auf herkömmliche
Weise einer Messung mit einem Elektroneneinfangdetektor ECD (Handelsname:
GC14B, von Shimadzu Corp., Japan hergestellt) unterzogen. Die Versuchsergebnisse sind
in 11 erläutert.
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Wie
sich aus 11 ergibt, verringerte sich
die Konzentration des verunreinigten Wassers allmählich mit
abnehmender wässriger
TCE-Lösung
in dem Zuführtank,
da das TCE in der Lösung
in dem Tank in die Gasphase überging.
In der zweiten Hälfte
des Versuchs wurde kein vollständig
abgebautes TCE nachgewiesen, nachdem es nach etwa 30 Stunden vom
Beginn des Versuches an als nicht vollständig abgebaut nachgewiesen
worden war. Es wurde herausgefunden, dass dieses Versuchssystem
den Abbau von TCE in einer Konzentration von bis zu etwa 4,5 ppm
bewirkt.
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Referenzbeispiel 3
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In
einem rostfreien Versuchsbehälter 1201 (Innendurchmesser:
36 cm, Tiefe innen; 36 cm) wurde wie in 12 gezeigt
ein Versuchsboden vorbereitet. Zuerst wurde eine Schicht aus grobem
Kies (scabbled rubble) (mittlerer Durchmesser: 0,7 cm) etwa 6 cm
dick auf dem Boden des Versuchsbehälters 1201 gebildet.
Als Nächstes
wurden auf der Schicht aus grobem Kies vier verdichtete Schichten
(mittlerer Nassverdichtungsgrad: 1,8 g/cm3),
jeweils etwa 6 cm dick, als feine Sandschicht 1205 (mttlerer
Feuchtigkeitsgehalt: 13%) gebildet. Auf der Oberseite dieser Schichten
wurde in gleicher Weise wie in der untersten Schicht eine weitere
Schicht 1203 aus grobem Kies, etwa 6 cm dick, gebildet.
Während
der Vorbereitung dieses Sandbodens wurde ein nicht rostender Reaktionsbehälter 1207 (Innendurchmesser
30 mm, Länge
30 cm) derart eingebettet, dass sich das vordere Ende des Reaktionsbehälters 20
cm im Boden befand. Dieser Reaktionsbehälter 1207 wies den
gleichen Aufbau wie die in 7 gezeigte
Vorrichtung auf. Genauer gesagt wies der Reaktionsbehälter an
einem Ende eine Öffnung auf,
um den in dem Boden befindlichen Schadstoff von einer Öffnung an
dem anderen Ende anzusaugen, wobei als röhrenförmiges Element 302 (nicht
gezeigt) eine aus Fluorharz bestehende 10-m Hohlfasermembran (Handelsname:
Poreflon-Filterröhrchen,
Außendurchmesser
4 mm, Innendurchmesser 3 mm, von Flon Kogyo K.K. hergestellt) darin
untergebracht wurde. Die Hohlfasermembran 302 war derart
in dem Reaktionsbehälter 1207 untergebracht,
dass die Durchflussrichtung des zweiten Mediums in Bezug auf die
des ersten Mediums zufällig
war, wie in 4 veranschaulicht ist. Der Versuchsbehälter 1201 wurde
anschließend mit
einem Eisendeckel 1208 verschlossen.
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Als
Nächstes
wurde ein Ende des in dem Reaktionsbehälter aufgenommenen röhrenförmigen Elements 302 durch
ein Teflon-Röhrchen 1209 mit
dem Behälter 1202 für ein zweites,
einen Mikroorganismus enthaltendes Medium verbunden, und das andere
Ende wurde durch ein Teflon-Röhrchen 1211 mit
dem Abwassertank 911 verbunden. An die Öffnung des Reaktionsbehälters 1207,
die nicht im Boden eingebettet war, wurde ein Teflon-Röhrchen 1213 unter
Zwischenschalten einer Saugpumpe 1215 angeschlossen, um
das erste, den Schadstoff enthaltende Medium von dem Boden über den
Reaktionsbehälter 1207 anzusaugen.
Mit dem Teflon-Röhrchen 1213 wurde
eine Entnahmeöffnung 907 und
ein Aktivkohle-Abscheider 909 verbunden.
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Der
Mikroorganismus wurde in einem Sammelbehälter 202 (nicht gezeigt)
in der gleichen Weise wie in Referenzbeispiel 1 gezüchtet, und
das sich ergebende Nährmedium
wurde dem in dem Reaktionsbehälter 1207 aufgenommenen,
röhrenförmigen Element 302 mit
einer Durchflussrate von 9,2 ml/h in diesem röhrenförmigen Element zugeführt. Zwölf Stunden
später
wurde das röhrenförmige Element 302 mit
dem Nährmedium
beschickt, und anschließend
wurden 150 ml einer 100 ppm Trichlorethylen enthaltenden, wässrigen
Lösung
durch ein in dem Boden des Versuchsbehälters 1201 angeordnetes,
nicht rostendes Rohr in die grobe Kiesschicht 1203 eingespritzt.
Das nicht rostende Rohr wurde geschlossen und die eingespritzte,
Trichlorethylen enthaltende Lösung
wurde 5 Stunden lang stehen gelassen. Dann ließ man die Pumpe 1215 laufen
(Durchflussrate: 3 l/h), um Trichlorethylen enthaltende Luft im
Boden in den Reaktionsbehälter
strömen
zu lassen und diese durch Einfügung
des Poreflon-Filterröhrchens
mit dem Nährmedium
in Berührung
zu bringen.
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Aus
der von dem vorderen Ende des Reaktionsbehälters abgesaugten Luft wurde über die
Entnahmeöffnung 907 periodisch
eine Probe entnommen und die TCE-Konzentration in der Luft durch
mit FID ausgerüsteter
Gaschromatographie (Handelsname: GC14B, von Shimadzu Corp., Japan
hergestellt) bestimmt. Als Ergebnis wurde die TCE-Konzentration
in der Gasphase wie in 13 gezeigt auf einem Wert von
nicht höher als
0,01 ppm gehalten.
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Vergleichsbeispiel 3
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Zuerst
wurde ein Versuchsbehälter
mit seinen Hilfsgeräten
in der gleichen Weise wie in Referenzbeispiel 3 vorbereitet.
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Als
Nächstes
wurde dem in dem Reaktionsbehälter
befindlichen Rohr Leitungswasser anstelle des Nährmediums, das den Schadstoff
abbauenden Mikroorganismus enthielt, zur Sanierung zugeführt. Nach
24 Stunden langem Zuführen
von Leitungswasser wurden 150 ml einer wässrigen Lösung, die als Schadstoff 100 ppm
Trichlorethylen enthielt, von dem nicht rostenden Rohr 1219 in
dem unteren Bereich des Reaktionsbehälters in die Schicht aus grobem
Kies in dem untersten Teil des Versuchsbodens eingespritzt. Nachdem
das nicht rostende Rohr geschlossen worden war und es der Lösung ermöglicht worden
war, 5 Stunden lang zu stehen, wurde die Pumpe in Betrieb gesetzt.
Die TCE-Konzentration in der Luft am Auslass am oberen Ende des
Reaktionsbehälters
wurde aufgezeichnet und durch Gaschromatographie gemessen (Detektor:
FID, von Shimadzu Corp., Japan hergestellt).
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Die
Versuchsergebnisse sind in 13 dargestellt.
Wie deutlich wird, wurde herausgefunden, dass die Vorteile der Erfindung
nicht durch Adsorption oder ähnlichem,
sondern durch den Abbau durch den Mikroorganismus bewirkt werden.
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Beispiel 4
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Die
in den 8 und 14 gezeigte
Vorrichtung wurde gemäß der nachstehenden
Vorgehensweise aufgebaut.
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Als
röhrenförmiges Gehäuse 801,
das einen Reaktionsbehälter
bildet, wurden eine Glassäule
(Innendurchmesser 30 mm, Länge
1000 mm) mit Schrauböffnungen
an beiden Enden und zwei Schraubkappen 902 vorbereitet.
Das Innere der Schraubkappen 902 wurde mit Teflon beschichteten
Gummidichtungen ausgekleidet, wobei die Mittelpunkte der Kappen
und Dichtungen mit Nadellöchern
versehen waren, durch die die 0,7 mm-Teflon-Röhrchen 903 und 904 durchgeführt wurden,
um jeweils einen Einlass 803 und einen Auslass 804 für den Schadstoff
in dem röhrenförmigen Gehäuse 801 zu
bilden. Ein Ende des Teflon-Röhrchens 903 wurde an
den Normgas-Erzeuger 906 (Permeater PD-1B, von Gastech
Inc. hergestellt) angeschlossen, und ein Ende des anderen Teflon-Röhrchens 904 wurde
mit einer Entnahmeöffnung 907 und
einem mit Aktivkohle gefüllten Abscheider 909 verbunden.
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Als
Nächstes
wurde ein Poreflon-Filterröhrchen
(Außendurchmesser
4 mm, Innendurchmesser 3 mm, Flon Kogyo K.K.) als röhrenförmiges Element 802 etwa
30 m in die Säule
eingesetzt, wobei die beiden Enden des Röhrchens aus der Säule durch
in den Dichtungen und Schraubkappen 902 geöffnete Löcher herausgeführt wurden
und das eine Ende mit einem Tank (Behälter) 910 verbunden
war, um das zweite, einen Mikroorganismus enthaltende Medium zuzuführen, und
das andere Ende mit einem Abwassertank 911 verbunden war.
Das Poreflon-Filterröhrchen
wurde gemäß 8 spiralförmig eingebracht,
derart, dass der Durchfluss des zweiten Mediums, das den Mikroorganismus
enthielt, in dem Röhrchen
in Richtung des Auslasses 804 für verunreinigtes Medium zu
dem Einlass 803 für
verunreinigtes Medium der Säule
verlief.
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Der
Behälter
910 für das zweite
Medium wurde mit einem Nährmedium
gefüllt,
in dem ein zum Abbau des Schadstoffes geeigneter Mikroorganismus
gezüchtet
worden war. Dem Behälter
wurde jeden Tag erneut ein frisches und lebendes Nährmedium
zugeführt.
Als Mikroorganismus wurde der Stamm JM1 (FERM BP-5352) in einer Zellkonzentration von
1,2 × 10
8 Zellen/ml nach 3 Tage langem Züchten eingesetzt.
Die Zusammensetzung des Mediums war wie folgt:
Na2HPO4 | 6,2
g/l |
KH2PO4 | 3
g/l |
NaCl | 0,5
g/l |
NH4Cl | 1
g/l |
Natrium-Glutamat | 5
g/l |
Wasser | Rest |
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Der
Normgas-Erzeuger 906 wurde mit Trichlorethylen (TCE) versorgt
und eingestellt, um der Säule Luft
zuzuführen,
die 100 ppm TCE enthielt. Das Durchflussvolumen des Normgases wurde
mit dem Durchflussmesser 905 auf 3 l/h eingestellt.
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Die
Säule wurde
anschließend
aufrecht an einem Stativ befestigt und die Durchflussrate des zweiten Mediums
auf 5,9 ml/h eingestellt, indem die Höhe des Behälters 910 für das zweite
Medium und die Höhe
des Abwassertanks 911 eingestellt wurden. Diese Durchflussrate
war so beschaffen, dass der Mikroorganismus das Filterröhrchen aus
Poreflon in der Säule
in etwa 1,5 Tagen durchlaufen hatte.
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Als
Nächstes
wurde das den Mikroorganismus enthaltende Nährmedium eingefüllt, um
das Poreflon-Filterröhrchen
zu versorgen, und nach Beendigung der Einfüllung des Nährmediums in das Röhrchen wurde
die TCE enthaltende Luft eingeleitet. Die TCE-Konzentration in der
Luft wurde mit der Entnahmeöffnung 907 überwacht
und durch einen Gaschromatographen gemessen, der mit FID ausgestattet
war (Handelsname: GC14B, von Shimadzu Corp., Japan hergestellt).
Als Ergebnis wurde in einer 5-tägigen
ununterbrochenen Messung, wie in den 15 und 16 gezeigt
ist, kein TCE festgestellt.
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Obwohl
die Durchflussrate des zweiten Mediums in diesem Beispiel etwa ein
Drittel von der in Referenzbeispiel 1 betrug, gab es in den TCE-Konzentrationen
in dem Gas zwischen beiden Beispielen keinen bedeutenden Unterschied.
Dies zeigt, dass die Abbauwirkung für TCE in diesem Beispiel gegenüber der
von Referenzbeispiel 1 weiter erhöht worden ist.
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Vergleichsbeispiel 4
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Die
TCE-Konzentration wurde gemessen und 5 Tage lang in der gleichen
Weise wie in Beispiel 4 überwacht,
mit der Ausnahme, dass der Behälter 910 nur
mit einem Nährmedium
gefüllt
worden war. Wie aus 15 und 16 ersichtlich
ist, begann eine Feststellung von TCE zu dem Zeitpunkt, als die
in dem Inneren der Säule
befindliche Luft ersetzt wurde. Dies zeigt, dass TCE durch den Mikroorganismus
in Beispiel 4 abgebaut wurde.
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Vergleichsbeispiel 5
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Die
TCE-Konzentration in der Luft von dem Teflon-Filterröhrchen 904 wurde überwacht
und 5 Tage lang nach der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel
4 gemessen, mit der Ausnahme, dass das Nährmedium nach der anfänglichen
Beschickung in das Teflon-Röhrchen 904 nicht
erneut zugeführt
wurde. TCE wurde etwa 10 Stunden in den Versuch hinein festgestellt,
wobei die Vorrichtung in 17 Stunden nahezu ihre Sanierungswirkung
verloren hatte, wie es in 15 und
-
16 veranschaulicht
ist.
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Beispiel 5
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Ein
Versuch wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass anstelle des Normgas-Erzeugers 906 ein 40 l wässrige 5
ppm TCE-Lösung
enthaltender Behälter
verwendet wurde, um die wässrige
TCE-Lösung
der Säule
mit einer Durchflussrate von 0,25 l/h zuzuführen. Als Zuführeinrichtung
für die
TCE-Lösung
in die Säule
wurde eine Rollenpumpe (RP-MRF1, von FURUE SCIENCE Co., Ltd. herge stellt)
eingesetzt. Von dem behandelten Wasser, das aus dem Teflon-Röhrchen 904 abgeleitet
wurde, wurde aus der Entnahmeöffnung 907 eine
Probe entnommen und auf herkömmliche
Art und Weise einer Messung mit einer mit FID (Handelsname: GC14B,
hergestellt von Shimadzu Corp., Japan) ausgerüsteten Gaschromatographie unterzogen.
Die Versuchsergebnisse sind in 17 dargelegt.
Wie aus 17 verständlich wird, verringerte sich
die Konzentration des verunreinigten Wassers allmählich mit
abnehmender wässriger TCE-Lösung in
dem Zuführtank,
da sich das TCE in der Lösung
zu einer Gasphase in dem Behälter
entwickelt hatte. 4 Tage in den Versuch hinein wurde nicht festgestellt,
dass TCE vollständig
abgebaut worden war, nachdem TCE 3 Tage nach Beginn des
Versuchs festgestellt worden war. Es wurde herausgefunden, dass
dieses Versuchssystem bestenfalls einen Abbau von TCE bis zu einem
Verhältnis
von 2 mg pro Stunde bewirkt.
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Referenzbeispiel 5
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Die
TCE-Konzentration in dem behandelten Wasser wurde 5 Tage lang überwacht
und in ähnlicher Weise
wie in Beispiel 5 gemessen, mit der Ausnahme, dass das Poreflon-Filterröhrchen in
der Säule
derart beschickt wurde, dass die Durchflussrichtung des zweiten
Mediums in dem Poreflon-Filterröhrchen
in Bezug auf die des ersten Mediums in der Säule zufällig war, wie es in 4 dargestellt
ist. Wie in 17 gezeigt ist, wurde TCE in
diesem Referenzbeispiel immer in etwas höheren Konzentrationen als denjenigen
von Beispiel 5 festgestellt.
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Referenzbeispiel 4
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Ein
Sanierungsversuch wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 4
durchgeführt,
mit der Ausnahme, dass das TCE enthaltende Gas und das einen Mikroorganismus
enthaltende Nährmedium
in der gleichen Richtung transportiert wurden. Aus den in 18 dargestellten
Ergebnissen wird verständlich,
dass die TCE-Konzentration in dem Gas konstant von 100 ppm auf etwa
20 ppm verringert werden konnte.
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Für einen
Fachmann ist es nahe liegend, andere Ausführungsformen und Änderungen
zu erkennen, und die Erfindung soll, abgesehen von den nachstehend
dargelegten Ansprüchen,
keinerlei Einschränkungen unterliegen.