DK159200B - Fremgangsmaade til behandling af spildevandsslam - Google Patents

Description

DK 159200 B

Drøvtyggere har den enestående evne at kunne udnytte nitrogenkilder, der ikke stammer fra protein, til at opfylde en stor del af deres proteinbehov. Disse nitrogenkilder omfatter urinstof og ammoniumsalte af organiske sy-5 rer, såsom ammoniumlactat, ammoniumacetat og ammoniumpro-pionat. Det har vist sig, at ammoniumsalte er lige så gode som sojabønnefoder og bedre end urinstof- og nitrogensupplement, når de gives som foder til kvæg. Se "Fermentative Conversion of Potato-processing Wastes Into 10 a Crude Protein Feed Supplement by Lactobacilli", Forney, L. J. et. al., bind 18, Developments in Industrial Microbiology, Proceedings of the Thirty-Third General Meeting of the Society for Industrial Microbiology, August 14-20, 1976, Jekyl Island, Georgia, side 135-143. Det har såle-15 des været foreslået, at kartoffelaffald, når det behandles på passende måde, kan anvendes som foder.

På et ikke dermed beslægtet område er foreliggende problemer forbundet med fjernelse af spildevand godt doku-20 menteret. Disse studier udføres løbende, og de fremgangsmåder, der afprøves til effektiv håndtering af spilde-vandsmaterialer, er utallige. Råt primært slam indeholder g sædvanligvis totalt 10 bakterier pr. ml (herunder bakterier af colitypen og gram-negative bakterier). Effektivi-25 teten af sekundære behandlingsanlæg er yderst variable, og man kan ikke stole på fremstilling af bakteriologisk sikkert effluent og slam. Bakteriekoncentrationen i ned-brudt slam ligger typisk i området 10 til 10 pr. ml. Anvendelsen af råt slam til landpåfyldning er underlagt 30 restriktioner på grund af fare. Den mængde nedbrudt slam, der påføres jorden, forventes at forøges, efterhånden som der pålægges strengere kontrolforanstaltninger for dumpning i hav- og ferskvand såvel som for luftforurening fra forbrænding.

Det skal bemærkes, at passende temperatur, fugt og organiske næringsstoffer i jorden og på landbrugsland faktisk 35

2 DK 159200B

kan stimulere eftervækst af patogene bakterier. Visse patogene baterier i spildevand tilhørende salmonella- og shigellaslægten kan overleve spildevandsbehandling, og skønt de findes i reduceret antal efter behandlingen, kan 5 de genfindes i den modtagende jord. Enteriske bakterier kan overleve i måneder i jorden og derfor overleve længere end vækstsæsonen for afgrøder. Forurenede frugter og grøntsager kunne være sundhedsfarlige, hvis de blev spist rå, selv efter germicid vask. Skønt landpåfyldning til-10 skyndes for behandlet spildevand, er der stadig de i det foregående beskrevne problemer forbundet dermed.

Den i det foregående refererede artikel lærer, at bakterier med held kan anvendes i forbindelse med affald fra 15 kartoffelbehandling, og at affald fra kartoffelbehandling vil understøtte væksten af en specifik bakterie til fremstilling af et foder for drøvtyggere. I den beskrevne proces er yderligere væksttilskud (mineral, gærekstrakt, trypticase og puffere) imidlertid også nødvendige for at 20 understøtte bakterievæksten. Endvidere kræver den beskrevne proces anvendelse af carbondioxid til stimulering af væksten af lactobacilli.

US patentskrift nr. 4 018 650 omhandler fremstillingen af 25 protein ud fra levnedsmiddelaffald og fermenterbart kulhydrat ved inokulering med en lactobacillusart for at gøre affaldet acceptabelt for miljøet. pH kontolieres til opnåelse af maksimal surhed for at inhibere væksten af kontaminerende organismer. Glucose kan tilsættes for at 30 forstærke vækst af lactobacillus acidophilus.

US patentskrift nr. 3 801 499 omhandler spildevandsrensning under anvendelse af lactobacilli, idet der foretages saltsyretilsætning for at give et pH på under 4,5.

Der er nu fundet en fremgangsmåde, hvori spildevand, hvad enten det er råt eller nedbrudt, kan gøres hensigtmæssigt 35

DK 159200 B

3 som dyrefoder eller som en sikker og effektiv gødning for afgrøder, der udnytter specifikke bakterier og kulhydrat.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til 5 behandling af spildevand (slam) enten råt eller nedbrudt, hvilken behandling vil gøre spildevandet acceptabelt enten som et dyrefoder eller af omgivelserne accepterbart landpåfyldningsmateriale eller lignende. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at slammet, der 10 er ubehandlet, råt eller nedbrudt slam, eventuelt steriliseres før inokulering med Lactobacillus, idet Lactobacillus inokuleres, og kulhydratet iblandes i en mængde, som er tilstrækkelig til at nedsætte pH til under 4,5 for at gøre slammet i det væsentlige frit for bakterier af 15 colitype og patogene bakterier, med en temperatur på ca.

53 °C, og den dannede mælkesyre kan eventuelt neutraliseres.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen udøves foretrukket ved 20 omgivelsernes temperatur fra ca. 5 til ca. 53 °C, f.eks.

24-40 °C, foretrukket 30-35 °C.

Ved en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvender man almindeligt slam og et industielt kulhy-25 dratrigt affald, hvilke materialer kombineres uden yderligere næringstilsætning, og lactobacilli tilsættes. Det lactobacillibehandlede affald når hurtigt et pH på mindre end 4,5, foretrukket 4,0 eller mindre, hvilket resulterer i miljøsikkert gødning eller jordstrækkemiddel. I den fo-30 retrukne udførelsesform underkastes slammet som forbehandling et sterilisationstrin. 1 en anden udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan man producere syntetisk protein til drøv-35 tyggerfoder, f.eks. ved anvendelse af et vilkårligt procesanlægs affald, hvori et kulhydrat, f.eks. lactose, er til stede. Lactose sættes til råt eller nedbrudt slam og

DK 159200 B

4 inokuleres med lactobacillus og foretrukkent L. platarum.

Den af L.plantarum dannede mælkesyre kan neutraliseres kontinuerligt med vandig ammoniak til dannelse af ammoni-umlactat, der virker som et syntetisk protein for drøv-5 tyggere. Det endelige produkt af denne recirkuleringsproces vil indeholde en blanding af ammoniumlactat og uskadelig L. plantarum, som er naturligt forekommende i tarmkanalen hos kvæg såvel som i kvæggødning.

10 Det foretrækkes i fremgangsmåden ifølge opfindelsen af anvende den specifikke bakterie L.plantarum og kulhydratet lactose.

L. plantarum er i stand til at fermentere alle almindeli-15 ge sukkerarter (undtagen rhamnose) og har således evnen til at nedbryde et vilkårligt industrielt kulhydrataffald, såsom affald fra kartoffelbehandling, landbrugsaffald, affald fra grøntsagskonservering, ostefremstillingsaffald (valle), konservesaffald, sukkerraffinaderi-20 affald (melasse), majsstøbevæske og glucose, som kan syntetiseres fra træchips (cellulose), idet L.plantarum er homofermentativ og ikke gasproducerende. Det eneste væsentlige metaboliske produkt, som L.plantarum producerer, er mælkesyre. Den eneste undtagelse er, når der anvendes 25 pentoser som kulhydratkilde, hvor der dannes lige store mængder af eddikesyre og mælkesyre. Det foretrukne temperaturinterval for L.plantarum er 30-35 °C. Vigtigst er, at L.plantarum gror godt ved et forholdsvis lavt pH, mindre end 4,5, hvilket pH almindeligvis er ufordelagtigt 30 for væksten af de fleste forurenende mikroorganismer.

Opfindelsen beskrives nærmere under henvisning til behandling af slam, som defineret i det følgende, med en specifik bakterie valgt fra arten Lactobacillus og et 35 kulhydrat.

DK 159200 B

5

Mere specifikt er den anvendte bakterie L.plantarum og det anvendte kulhydrat lactose.

L.plantarum ATCC 14917 blev inokuleret i 50 ml tomatjuice 5 bouillon varmsteriliseret i 15 minutter ved 120 °C og 103,5 kPa og inkuberet i 18 timer ved 30 °C uden omrystning.

Det rå slam blev opnået fra Deer Island Treatment Plant 10 of Boston, Massachusetts.

Det rå slam blev fortyndet en til en (1:1) med destilleret vand og blandet i en blender i 5 minutter ved høj hastighed.

15

Nedbrudt slam (sekundært slam fra det rå slam) blev blandet ved omrystning uden fortynding.

Varmesteriliserede slamprøver blev fremstillet ved at ud-20 hælde 100 ml slam i 500 ml Erlenmeyer-kolber og opvarme i 30 minutter ved 121 °C.

Bestrålingssteriliserede slamprøver blev fremstillet ved at udhælde 50 ml portioner slam i 250 ml dyrkningsflasker 25 med plastpropper og bestråling deraf med en Van de Graaff maskine ved en absorberet minimumstrålingsdosis på 4 meg rad. Efter bestrålingen blev slamprøverne overført i sterile 500 ml Erlenmeyer-kolber, hvilket resulterede i 100 ml slam i hver kolbe.

30

En 15%'s lactoseopløsning blev fremstillet ved at opløse 15 g lactose i 100 ml destilleret vand ved 38 °C under anvendelse af opvarmning og en magnetisk omrører. Den 15%'s lactoseopløsning blav steriliseret ved at passere 35 den gennem et filter, såsom et Millipore-filter, 45 mum.

7,1 ml af denne lactoseopløsning blev sat til hver 100 ml prøve af slam, hvilket resulterede i en 1%'s lactoseop- j

DK 159200 B

6 løsning.

Efter varmsterilisering blev både råt og nedbrudt slam checket. Det rå slam havde et pH på 5,6, og det nedbrudte 5 slam havde et pH på ca. 8,6. pH for det nedbrudte slam blev nedsat ved tilsætning af ca. 4 ml 10%'s saltsyre.

Efter bestråling havde det rå slam et pH på 5,6, og det nedbrudte slam havde et pH på ca. 9,0. pH for det ned-10 brudte slam blev nedsat ved tilsætning af ca. 4 ml 10%’s saltsyre.

L.plantarum, der var blevet dyrket i tomatbouillon, blev høstet på følgende måde. Cellekulturen blev udhældt i et 15 sterilt 50 ml Serval-rør (serval head type 8834) og centrifugeret ved 7000 omdrejninger pr. minut i 10 minutter.

Den overliggende væske blev afdekanteret, og L.plantarum bundfaldet blev suspenderet i 18 ml 0,1%'s Bacto-pepton-vand. Dette blev centrifugeret som i det foregående ved 20 7000 omdrejninger pr. minut i 10 minutter. Den overlig gende væske fra dette trin blev afdekanteret, og bundfaldet blev suspenderet i 9 ml 0,l%fs Bacto-pepton-vand.

g L.plantarum koncentrationen var 10 pr. ml. Denne blev 5 fortyndet til 10 pr. ml, og 1 ml af den således fortyn-25 dede L. plantarum kultur blev anvendt som angivet i de følgende eksempler.

Slamprøverne, som blev steriliseret, blev bekræftet og vist ved pladedyrkning på TSY (trypticase, soja, gæreks-30 trakt) agar og inkubering i 15 timer ved 30 °C. Koncentrationen af L.plantarum pr. ml inokuleret slam blev bestemt ved pladedyrkning af 0,1 ml prøver på tomatjuiceagar og inkubering ved 37 °C i 3 dage.

35 Der blev udtaget en portion på 5 ml fra hver prøve hver dag til pH-bestemmelse og bakterietællinger. I de følgende eksempler var slamprøverne på 100 ml, hvor lactose

DK 159200 B

7 blev tilsat, var der tale om 7,1 ml 15%’s opløsning, og hvor L.plantarum blev tilsat, var der tale om tilsætning af 1 ml til 100 ml slamprøver. Hvor betegnelsen L.p. er anvendt, henviser den til talt antal L.plantarum bakteri-5 er pr. ml.

Eksempel 1 Råt slam, varmsteriliseret 10 Ingen L.plantarum tilsat Intet lactose tilsat

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,6 5,7 5,7 5,7 5,8 5,8 15

Eksempel 2 Råt slam, varmsteriliseret Ingen L.plantarum tilsat 20 1% lactose tilsat

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,6 5,7 5,8 5,8 5,8 5,8 25 Eksempel 3 Råt slam, varmsteriliseret L.plantarum tilsat Intet lactose tilsat 30

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,6 5,6 5,6 5,7 5,8 5,8 L.p. 1,80xl02 1,68xl07 2,53xl07 3,77xl06 l,77xl06 l,65xl06 35 Råt slam, varmsteriliseret L.plantarum tilsat 5 1% lactose tilsat

DK 159200 B

8

Eksempel 4

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,6 5,6 5,2 4,0 3,7 3,7 L.p. I,93xl02 2,53xl07 l,73xl08 3,71xl08 l,12xl08 3,2Qxl07 10

Eksempel 5 Råt slam, bestrålet Ingen L.plantarum tilsat 15 Intet lactose tilsat

Dag 0 1 2 3 4 5 | pH 5,6 5,8 5,7 5,8 5,8 5,7 20 Eksempel 6 Råt slam, bestrålet Ingen L.plantarum tilsat 1% lactose tilsat 25

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,6 5,8 5,7 5,8 5,8 5,8

Eksempel 7 30 Råt slam, bestrålet L.plantarum tilsat Intet lactose tilsat 35 Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,4 5,3 5,5 5,5 5,5 5,4 L.p. 1,98xl02 9,43xl07 l,06xl08 7,53xl07 6,90xl07 5,55xl07

DK 159200 B

9

Eksempel 8 Råt slam, béstrålet L.plantarum tilsat 5 1% lactose tilsat

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,6 4,6 3,8 3,8 3,7 3,7 L.p. 1,96xl02 4,14xl08 l,03xl09 3,21xl08 l,39xl08 l,82xl07 10

Eksempel 9

Nedbrudt slam varmesteriliseret Inegn L.plantarum tilsat 15 Intet lactose tilsat

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 6,2 6,4 6,5 6,6 6,7 6,9 20 Eksempel 10

Nedbrudt slam, varmesteriliseret Ingen L.plantarum tilsat 1% lactose tilsat 25

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 6,2 6,4 6,5 6,6 6,7 6,9

Eksempel 11 30

Nedbrudt slam, varmesteriliseret L.plantarum tilsat Intet lactose tilsat 35 Dag 0 1 2 3 4 5 L.p. 2,82xl03 l,13xl06 2,99xl06 2,98xl06 3,01xl06 2,88xl06

Nedbrudt slam, varmesteriliseret L.plantarum tilsat 5 1% lactose tilsat

DK 159200 B

10

Eksempel 12

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 6,2 6,4 6,4 6,0 5,0 4,4 L.p. 2,81xl03 l,56xl06 6,46xl06 4,44xl07 2,07x10® 4,06x10® 10

Eksempel 13

Nedbrudt slam, bestrålet Ingen L.plantarum tilsat 15 Intet lactose tilsat

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,7 5,8 6,0 6,1 6,2 6,3 20 Eksempel 14

Nedbrudt slam, bestrålet Ingen L.plantarum tilsat 1% lactose tilsat 25

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,7 5,8 6,0 6,1 6,2 6,3

Eksempel 15 30

Nedbrudt slam, bestrålet L.plantarum tilsat Intet lactose tilsat 35 Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,7 5,8 6,0 6,1 6,2 6,3 L.p. 2,96x10® 4,77xl06 8,21xl06 7,77xl06 l,04xl07 9,73xl06

Nedbrudt slém, bestålet L.plantarum tilsat 5 1% lactose tilsat

DK 159200 B

11

Eksempel 16

Dag 0 1 2 3 4 5 pH 5,7 4,7 4,4 4,2 4,1 3,7 L.p. 3,21xl03 1,56xl08 2,26xl08 l,56xl08 l,48xl08 l,36xl08 10 I de foregående eksempler 1-16 var pH-begyndelsesværdien for det nedbrudte slam ca. 7,0. Hvis pH for det nedbrudte slam indstilles, før sterilisering, for at bringe det til en værdi i det område, hvor L.plantarum er aktiv, stiger 15 pH udover dettte område efter sterilisering. Derfor skal indstillingen med saltsyre helst finde sted efter steriliseringsprocessen for at kontrollere pH for det nedbrudte slam på passende måde.

20 Baseret på de foregåedne eksempler vil det ses, at pH for det rå slam forblev omtrent uændret, det vil sige der var intet pH-spring, så længe hverken L.plantarum eller lactose var tilsat, hvad enten der var varme- eller bestrålingssteriliseret eller ej.

25

Hvor L.plantarum blev sat til varmsterilisereet slam uden 2 lactosetilsætning, steg bakterieantallet fra 10 pr. ml 7 til 10 pr. ml.

30 Hvor L.plantarum blev sat til bestrålet slam uden lacto- 2 setilsætning, steg bakterieantallet fra 10 pr. ml til

Q

10 pr. ml. Når både L.plantarum og lactose blev sat til

det steriliserede slam, skete der uventet det, at pH

faldt, og bakterieantallet steg. For varmesteriliseret 2 35 slam gik pH fra 5,6 til 3,7 og bakterieantallet fra 10

Q

pr. ml til 10 pr. ml, og for bestrålet slam gik pH fra 2 9 5,6 til 3,7 og bakterieantallet fra 10 pr. ml til 10 12

DK 159200 B

pr. ml.

For det nedbrudte slam såvel som for det rå slam faldt pH, hvad enten det var varmesteriliseret eller bestrålet, 5 så længe både L.plantarum og 1% lactose blev tilsat.

Når L.plantarum blev sat til varmesteriliseret slam uden 3 lactosetilsætning, steg bakterieantallet fra 10 pr. ml g til 10 pr. ml. Når L.plantarum blev sat til bestrålet 10 slam uden lactosetilsætning, steg bakterieantallet fra 103 til 107 pr. ml.

Når både L.plantarum og lactose blev sat til det steriliserede slam, faldt pH, og bakterieantallet gik op. For 15 det varmesteriliserede slam faldt pH fra 6,2 til 4,4, og 3 8 bakterieantallet steg fra 10 pr. ml til 10 pr. ml, og for det bestrålede slam faldt pH fra 5,7 til 3,7, og bak- 3 8 terieantallet steg fra 10 pr. ml til 10 pr. ml.

20 De efterfølgende eksempler viser virkningen af varierende mængder lactose sat til prøverne som identificeret i det foregående, hvilke prøver alle er inokuleret med L.plantarum. Fremstillingen af slam, lactoseopløsning, høst af L.plantarum etc. blev udført som i eksempel 1 til 16.

25

For de følgende eksempler 17 til 22 var koncentrationen 7 af anvendt L.plantarum 1,0 x 10 pr. ml.

30 35

DK 159200 B

13

Eksempel 17 Råt slam, béstrålet

Inkuberingstid Lactosemængde, % 5

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 5,63 5,63 5,63 5,96 5,95 1 3,95 4,05 4,58 5,07 5,16 10 2 3,82 3,90 4,18 4,15 4,23 3 3,76 3,80 3,95 3,70 3,97 4 3,70 3,73 3,80 3,53 3,97 5 3,70 3,73 3,80 3,46 3,97 10 3,68 3,73 3,76 3,49 3,97 15

Eksempel 18 Råt slam, varmsteriliseret

Inkuberingstid Lactosemængde, % 20

Dag_5%_3%_1%_0, 5%_0,25% 0 5,63 5,63 5,63 6,28 6,28 1 4,51 4,57 4,65 6,40 6,40 25 2 4,27 4,30 4,45 6,30 6,35 3 4,11 4,20 4,38 5,60 5,10 4 4,03 4,10 4,30 4,00 4,13 5 4,01 4,08 4,29 3,50 3,80 10 3,98 4,02 4,10 3,49 3,80 30 35

Eksempel 19

14 DK 159200 B

Råt slam, ubehandlet

Inkuberingstid Lactosemængde, % 5

Dag_5% _3%_1%_0,5%_0,25% 0 5,48 5,50 5,52 5,53 5,53 1 3,95 3,95 4,04 4,40 5,03 10 2 3,70 3,70 3,85 5,00 5,03 3 3,55 3,58 3,95 5,00 5,03 4 3,48 3,50 4,33 4,97 5,10 5 3,40 3,43 5,00 4,98 5,20 10 3,33 3,50 5,30 4,58 5,35 15

Eksempel 20

Nedbrudt slam, bestrålet

Inkuberinstid Lactosemængde, % 20

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 5,82 5,83 5,80 5,82 5,95 1 4,90 4,92 5,02 5,15 5,30 25 2 4,50 4,60 4,75 4,83 5,05 3 4,28 4,38 4,55 4,70 4,90 4 4,20 4,23 4,95 4,70 4,90 5 4,10 4,15 4,40 4,68 4,95 10 3,93 4,00 4,05 4,73 5,13 30 35

DK 159200B

15

Eksempel 21

Nedbrudt slam, varmesteriliseret

Inkuberingstid Lactosemængde, % 5

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 5,40 5,54 5,53 5,67 5,51 1 4,98 5,10 5,31 5,86 5,77 10 2 4,25 4,50 4,55 5,33 5,33 3 4,03 4,28 4,27 4,70 4,83 4 3,98 4,26 4,25 4,70 4,86 5 3,97 4,23 4,23 4,70 4,93 10 3,87 4,08 4,15 4,73 5,03 15

Eksempel 22

Nedbrudt slam, ubehandlet

Inkuberingstid Lactosemængde, % 20

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 6,05 5,97 5,93 5,97 6,15 1 4,80 4,82 4,85 5,03 6,07 25 2 4,48 4,55 4,73 5,21 7,00 3 4,27 4,33 4,78 5,75 7,33 4 4,15 4,23 4,95 6,20 7,50 5 4,20 4,22 5,00 6,60 7,70 10 3,62 4,80 5,20 7,40 8,05 30

De efterfølgende eksempler tabeller 1 til 6 summariserer resultater fra 17 til 22.

Både det nedbrudte og det rå slam var lysere i farven 35 efter nedbrydning. Det rå slam var især meget lyst forekommende, lysegråt. Når pH blev lavere end 4,0 syntes proteinen af have koaguleret (dette blev mere klart i

DK 159200 B

16 eksemplerne med råt slam end i eksemplerne med nedbrudt slam). Efter udhældning gennem to lag osteklæde dannede den rå slam let en ret tør kage.

5 Tabel 1 Råt slam, bestrålet (4 meg rad)

Lactose pH

10 5% 3,68 3% 3,73 1% 3,76 0,50% 3,49 0,25% 397 15

Tabel 2 Råt slam, varmsteriliseret

20 Lactose pH

5% 3,98 3% 4,02 1% 4,10 0,50% 3,49 25 0,25% 3,80

Tabel 3 Råt slam, ikke steriliseret 30

Lactose pH

5% 3,33 3% 3,50 1% 5,30 35 0,50% 4,58 0,25% 5,35

Nedbrudt slam, bestrålet (4 meg rad)

DK 159200 B

Tabel 4 17

5 Lactose pH

5% 3,93 3% 4,00 1% 4,05 0,50% 4,73 10 0,25% 5,13

Tabel 5

Nedbrudt slam, varmsteriliseret 15

Lactose pH

5% 3,87 3% 4,08 1% 4,15 20 0,50% 4,73 0,25% 5,03

Tabel 6

25 Lactose pH

5% 3,62 3% 4,80 1% 5,20 0,50% 7,40 30 0,25% 8,05

For de efterfølgende eksempler, 23 til 28, var den an- 3 vendte koncentration af L.plantarum 1,3 x 10 ml.

35

DK 159200 B

18

Eksempel 23 j Råt slam, bestrålet (4 meg rad)

Inkuberingstid Lactosemængde, % 5

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 6,15 6,20 6,30 6,25 6,23 1 5,55 5,70 5,70 5,52 5,57 10 2 3,72 3,80 4,10 4,28 4,73 3 3,53 3,63 3,95 4,20 4,60 4 3,50 3,60 3,90 4,00 4,28 5 3,48 3,58 3,83 3,80 3,95 10 3,47 3,48 3,25 3,35 3,87 15

Eksempel 24 Råt slam, varmsteriliseret

Inkuberingstid Lactosemængde, % 20

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 6,00 6,00 6,00 6,02 6,07 1 6,20 6,20 6,25 6,27 6,30 25 2 5,20 4,98 5,90 6,13 6,30 3 4,02 4,05 4,65 5,30 6,25 4 3,83 3,88 4,15 4,45 5,73 5 3,72 3,85 3,97 4,05 4,85 10 3,60 3,70 3,78 3,80 4,05 30 35

DK 159200 B

19

Eksempel 25 Råt slam, ubehandlet

Inkuberingstid Lactosemængde, % 5

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 5,70 5,80 5,85 5,85 5,85 1 4,88 4,90 4,90 4,92 5,35 10 2 3,98 4,05 4,15 4,48 5,38 3 4,02 4,05 4,25 4,72 5,40 4 4,00 4,07 4,43 4,88 5,45 5 4,00 4,35 4,65 5,00 5,50 10 4,20 4,05 5,45 5,00 5,58 15

Eksempel 26

Nedbrudt slam, bestrålet (4 meg rad)

Inkuberingstid Lactosemængde, % 20

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 6,35 6,35 6,40 6,50 6,52 1 6,65 6,80 6,92 7,07 7,03 25 2 6,20 6,70 6,95 7,30 7,18 3 4,90 4,80 5,50 7,30 6,45 4 4,30 4,17 4,83 4,77 5,43 5 4,08 4,03 4,60 5,07 5,20 10 3,80 3,80 3,78 3,95 4,33 30 35

Eksempel 27

DK 159200 B

20

Nedbrudt slam, varmesteriliseret

Inkuberingstid Laetosemængde, % 5

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 5,77 5,75 5,75 5,85 5,85 1 6,23 6,15 6,23 6,30 6,25 10 2 5,30 6,03 6,30 6,45 6,38 3 4,68 5,03 5,90 6,42 6,48 4 4,07 4,25 4,95 5,83 5,67 5 3,80 3,97 4,60 5,30 5,45 10 3,72 3,70 3,83 3,90 4,80 15

Eksempel 28

Nedbrudt slam, ubehandlet

Inkuberingstid Lactosemængde, % 20

Dag_5%_3%_1%_0,5%_0,25% 0 6,62 6,68 6,60 6,68 6,60 1 4,08 4,10 4,30 4,45 5,05 25 2 3,90 4,02 3,93 5,50 6,33 3 3,75 3,87 4,08 5,98 6,75 4 3,63 3,62 4,40 6,43 7,05 5 3,53 3,45 4,60 6,65 7,15 10 3,20 3,20 5,07 6,90 7,15 30

Resultaterne fra eksempel 23 til 28 er opsummeret i de efterfølgende tabeller 7 til 12. Sammenligning af resultaterne fra eksempel 17 til 22 med eksempel 23 til 28, vil vise, at der er en ringe forskel mellem at have en 7 3 35 begyndelseskoncentration L.plantarum på 10 pr. ml og 10 pr. ml.

Tabel 7 Råt slam, bestrålet (4 meg rad)

DK 159200 B

21

5 Lactose pH

5% 3,48 3% 3,58 1% 3,83 0,50% 3,80 10 0,25% 3,95

Tabel 8 Råt slam, varmsteriliseret 15

Lactose pH

5% 3,72 3% 3,85 1% 3,97 20 0,50% 4,05 0,25% 4,85

Tabel 9 25 Råt slam, ikke steriliseret

Lactose pH

5% 4,00 3% 4,35 30 1% 4,65 0,50% 5,00 0,25% 5,50 35

Nedbrudt slam, bestrålet (4 meg rad)

Tabel 10

DK 159200 B

22

5 Lactose pH

5% 4,08 3% 4,03 1% 4,60 0,50% 5,07 10 0,25% 5,20

Tabel 11

Nedbrudt slam, varmsteriliseret 15

Lactose pH

5% 3,80 3% 3,97 1% 4,60 20 0,50% 5,30 0,25% 5,45

Tabel 12 25 Nedbrudt slam, ikke steriliseret

Lactose pH

5% 3,53 3% 3,45 30 1% 4,60 0,50% 6,65 0,25% 7,15 1 de ovenstående elsempler 1 til 28 vistes bakterieantal-35 let for det ikke steriliserede rå slam og det ikke steriliserede nedbrudte slam. Coliformer og gram-negative bakterier blev overført til plader med MacConkey agar og in-

DK 159200 B

23 kuberet ved 37 °C i 15 timer. Alle bakterierne (bortset fra L.plantarum) blev overført til TSY-agar plader og inkuberet ved 30 °C i 15 timer. L.plantarum blev overført på tomatjuiceagar-specialplader indeholdende 0,1 g/liter 5 bromcresolgrønt.

I det følgende opsummeres de bakterilogiske resultater.

For råt slam (ikke steriliseret) udgjorde coliformerne på 7 10 starttidspunktet 1,33 x 10 pr. ml; totalmængden af gram- 7 negative bakterier udgjorde 3,57 x 10 pr. ml; totalmængden af bakterier (bortset fra L.plantarum) udgjorde 7,2 x 7 10 pr. ml. L plantarum blev tilsat i en mængde på 1,3 x 3 10 pr. ml. På dag nr. 1 var antallet henholdsvis 3,0 x g 15 10 . På dag nr. 3 var målingen for coliformen negativ, og det samme gjaldt det totale indhold af gram-negative bakterier, og det totale bakterieimdhold til stede var 2,3 x 4 10 . På dag nr. 5 var resultaterne de samme som for dag nr. 3.

20

For nedbrudt slam (ikke steriliseret) var begyndelseskon- 3 centrationen for tilsat L.plantarum 1,3 x 10 pr, ml; 4 coliformen 2,6 x 10 ; total gram-negative bakterier 5,5 x 4 10 og totalbakterier (bortset fra L.plantarum) 1,3 x 5 6 25 10 . For dag nr. 1 var colif ormen ca. 1,0 x 10 ; total 5 gram-negative bakterier ca. 2,0 x 10 og totalbakterier 7 4 1,0 x 10 . På dag nr. 3 udgjorde coliformen 3,1 x 10 ; 4 total gram-negative bakterier 3,2 x 10 ; totalbakterier 1,6 x 106. På dag nr. 5 var coliformen negativ, det tota-30 le indhold af gram-negative bakterier var negativt, og 4 det totale baktierieindhold var 2,1 x 10 .

Det vil ses af de foregående resultater, at tilsætning af L.plantarum bakterier og lactose til slam, hvad enten det 35 er nedbrudt eller råt, og hvad enten det er behandlet eller ubehandlet, er tilstrækkeligt til over et forudbestemt tidsrum at nedsætte pH tilstrækkeligt, så mængden

DK 159200 B

24 af uønskede bakterier nedsættes til en mængde, hvor behandlet slam i denne entrinsproces gør det anvendeligt enten som foder for dyr med tilsætning af andre næringsmidler, om ønsket, eller som gødning eller fyld.

5 I de foregående eksempler og tabeller har man specifikt anvendt kulhydrat eller disaccharidet lactose og den specifikke bakterie L.plantarum. De andre typer af bakterien lactobacilli alene eller i kombination kan også anvendes.

10 Temperaturområdet for vækst er typisk 5-53 °C. Lactobacilli er acidophile med et optimalt pH-begyndelsesområde på 5,5 til 5,8 og klar vækst ved en pH på 5,0 eller mindre. De sammensatte næringsbehov for lactocilli i henseende til aminosyrer, petider, nucleinsurederivate, vit-15 aminer, salte, fedtsyrer eller fedtsyreestere synes at være til stede i typisk spildevandsslam. Det har vist sig, at der imidlertid må tilsættes flere fermenterbare kulhydrater til spildevandet for at nedsætte pH til under 4,5. Enhver af følgende bakterier eller kombinationer 20 deraf kan anvendes i den foreliggende opfindelse: L.

acidophilus, L.bulgaricus, L. caesei, L. coryniformis, L. delbrucckii, L.helveticus, L. lactis, L.leichmannii, L.plantarum, L,thermophilus, L.xylosus, L. brevis, L.buchneri, L.coprophilus, L.fermentum og L. Viridescens.

25

De anvendelige kulhydrater kan være ethvert kulhydrat, såsom amygdalin, arabinose, cellobiose, esculin, fructose, galactose, glucose, gluconate, lactose, maltose, mannitol, monnose, melezitose, melibiose, raffinose, rhamno-30 se, ribose, salicin, sorbitol, saccharose, trehalose og zylose.

Når kulhydratet sættes til slammet indeholdende bakterier, vil pH falde til under 4,5. Yderligere sker der en 35 drastisk reduktion af alle native bakterier, der normalt findes i slam, der var en reduktion på ca. 10 af coli-formen, totalt gram-negative bakterier og totalbakterier

DK 159200B

25 (bortset fra L.plantarum). Inokuleringen af lactobacilli i det rå eller nedbrudte slam, hvad enten det var forud steriliseret eller ikke, i nærværelse af yderligere kulhydrat resulterer således i produktionen af mælkesyre.

5 Denne mælkesyre forårsager vækstinhibering 'og dræber størstedelen af de bakterier, der normalt findes i slammet.

I nogle af eksemplerne var slammet steriliseret. Som det 10 er velkendt, er sterilisationstrinet forgængeligt eller temporært, idet der i løbet af minutter er en tendens til, at uønsket bakterievækst vil begynde. Det har nu vist sig, at sterilisering efterfulgt af øjeblikkelig, det vil sige i løbet af minutter efter før kontaminering, 15 inokulering med lactobacillus og iblanding af et kulhydrat muliggør, at ethvert kulhydrat kan anvendes med held. Hvor der ikke foregår nogen sterilisering, er lactose det foretrukne kulhydrat.

20 Den efterfølgende tabel angiver generelt egenskaberne for slam.

Tabel 13 25 Parameter_Middelværdi_Std. afvigelse TS 38 800 23 700 BOD^ 5 000 4 570 C0DT 42 850 36 950 TOC 9 930 6 990 30 TKN 677 427 NH3-N 157 120

Total P 253 178 pH 6,9 (median) ------- 35 Alle værdier i mg/liter, medmindre andet er angivet.

DK 159200 B

26

Nedbrudt slam er, som det er velkendt i teknikken, ganske enkelt det rå slam, som er blevet nedbrudt anaerobt.

Skønt fremgangsmåden ifølge opfindelsen overfører slammet 5 på to dage, vil det være indlysende for fagmanden på området, at der kan anvendes acceleratorer til forøgelse af overføringen. Efter stabilisering og fjernelse af slammet kan en del deraf, om ønsket, recirkuleres og anvendes til inokulering og pH-indstilling af en ny portion ubehandlet 10 råt eller nedbrudt slam.

15 20 25 30 35

Claims (16)

1. Fremgangsmåde til behandling af spildevandsslam, hvil-5 ken behandling gør slammet accepterbart for omgivelserne, kendetegnet ved, at slammet, der er ubehandlet, råt eller nedbrudt slam, eventuelt sterilisers før inokulering med Lactobacillus, idet slammet som sådant indeholder de påkrævede næringsstoffer for lactobacilli, 10 og at der sker en blanding af et fermenterbart kulhydrat i en effektiv mængde med slammet, idet Lactobacillus ino-kuleres, og kulhydratet iblandes i en mængde, som er tilstrækkelig til at nedsætte slammets pH til under 4,5 for at gøre slammet i det væsentlige frit for bakterier af 15 colitype og patogene bakterier, med en temperatur på ca. 5 °C til ca. 53 °C, og den dannede mælkesyre kan eventuelt neutraliseres.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at sterilisering af slammet sker ved opvarmning af dette før inokulering og blanding.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at sterilisering af slammet sker ved bestråling før 25 inokulering og blanding.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at slammets temperatur er ca. 30-35 °C.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den valgte bakterie er L. acidophilus, L.bulgari-cus, L.casei, L.cornyiformis, L.debrucckii, L.helvetisuc, L. lactis, L.leichamnnii, L. platarum, L.thermophilus, L.xylosus, L.brevis, L.buchneri, L.corprophilus, L.ferme-35 tum og L.viridescens eller kombinationer deraf. DK 159200 B

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kulhydratet er valgt blandt amygdalin, arabinose, cellobiose, fructose, galactose, glucose, gluconat, lactose, maltose, mannitol, mannose, melezitose, melibiose, 5 raffinose, rhamnose, ribose, slaicin, sorbitol, saccharose, trehalose, xylose og esculing eller kombinationer deraf.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 10 ved,' at kulhydratet er lactose.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at Lactobacillus er L.plantarum.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at Lactobacillus er L.plantarum, og kulhydratet er lactose.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet 3 20 ved, at mængden af L.plantarum i slammet forøges fra 10 g til 10 , når pH falder til under 4,5.

11. Fremgangsmåde iølge krav 9, kendetegnet ved, at lactose tilsættes i en mængde på mellem 0,25 til 25 5% baseret på det totale slamvolumen.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at slammet neutraliseres ved tilsætning af ammoniak til fremstilling af ammoniumlactat. 30

13. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at inokulering af slammet sker med recirkuleret, behandlet slam.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at bakterien er L.casei. DK 159200 B

15. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at kulhydratet er glucose.

16. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 5 ved, at bakterien er L.casei, og kulhydratet er glucose. 10 15 20 25 30 35