FI85984C - Mikrobiologisk rening av vatten samt daerfoer anvaend mikro-organism. - Google Patents

Description

1 85984

Veden mikrobiologinen puhdistaminen ja siihen käytettävä mikro-organismi

Mikrobiologisk rening av vatten samt därför använd mikro-organism

Keksinnön kohteena on menetelmä saastuneen veden, erityisesti raaka- tai pintaveden ja vielä erityisemmin myös pohjaveden puhdistamiseksi mikrobiologisesti hajotettavissa olevasta saasteesta. Keksinnön kohteena on myös menetelmässä käytettävä uusi mikro-organismi sellaisenaan sekä kiinteään kantoainee-seen immobilisoituna.

Teollistuneissa maissa kemiallisesti saastunut vesi alkaa olla yhä vakavampi ympäristöongelma. Teollisen toiminnan, jätteiden ja vahinkojen seurauksena luontoon joutunut saaste voi olla erittäin myrkyllistä jo hyvin alhaisissa konsentraatioissa ja useissa tapauksissa luonto ei pysty hajottamaan näitä ongelma-saasteita tai hajottaa niitä vain hyvin hitaasti. Tällaisia ongelmasaasteita ovat esimerkiksi klooratut fenoliset aineet, polysykliset aromaattiset hiilivedyt, öljy, erilaiset liuottimet, biosidit, jne. Raakaveden laatua heikentävät myös muunlaiset vaikeasti poistettavat epäpuhtaudet, joita voidaan tässä yhteydessä pitää saasteina. Saasteita on mm. pyritty poistamaan hajottamalla niitä biologisin keinoin käyttäen hyväksi k.o. saasteen hajottamiseen erikoistuneita mikro-organismeja.

Varsinkin klooratut fenoliset aineet ja niiden johdannaiset, joista seuraavassa selityksessä ja patenttivaatimuksissa käytetään lyhyyden vuoksi termiä "kloorifenolit", muodostavat luonnossa vähäisesti hajoavan ja erittäin myrkyllisen ongelma-saasteen. Useat kalalajit kuolevat jo kun pentakloorifenolin (PCP) pitoisuus vedessä on 0,6 mg/1 tai vähemmän. Suurin osa kaupallisesti tuotetuista kloorifenoleista käytetään puun 2 85984 kyllästämiseen ja kloorifenolien saastuttamia maaperiä ja vesistöjä on todettu laajalti varsinkin puunkyllästyslaitosten ympärillä. Kloorifenoleja käytetään myös useissa biosideissä sekä esimerkiksi valokuvauskemikaaleissa. Kloorifenolisaastu-mista on todettu sekä pintavesistöissä että pohjavesissä ympäristölle myrkyllisessä pitoisuudessa.

Jäteveden biologisessa puhdistuksessa kloorifenolit muodostavat ongelman paitsi saastuttavan vaikutuksensa johdosta myös tappamalla puhdistuksessa toimivat muut mikro-organismit. Jäteveden puhdistuksessa kloorifenolien biologista hajoamista ovat raportoineet Etzel et ai., Dev. Ind. Microbiol. (1974) 16:287...295, jolloin pentakloorifenolia (PCP) 20 mg/1 sisältävää jätevettä johdettiin hitaasti jatkuvana virtana reaktorin kuituseinämällä kasvavan mikro-organismin biomassan lävitse. Suurin osa pentakloorifenolista oli hajonnut 6 tunnin viipymäajan jälkeen. Kloorattuja fenoleja hajottavan jäteveden puhdistus järjestelmän ovat selittäneet myös Portier et ai., Toxicity Assessment: An International Quaterly (1986) Voi 1, p. 501...513. Järjestelmässä PCP:tä metaboloivat mikro-organismit immobilisoitiin kiinteään kantoaineeseen, joka oli joko kitiiniä, lasivillaa tai selluloosaa. Kantoaine ei sanottavasti adsorboinut kloorifenoleja. 100 mg/1 PCP:tä sisältävää jätevettä johdettiin jatkuvana virtana reaktorin läpi ja PCP hajosi tyydyttävästi tasolle n. 1 mg/1 6...7 tunnissa.

Saastuneen maaperän puhdistamista kloorifenoleista (n.

400...500 mg/kg) kompostoimalla käyttäen kloorifenoleja hajottamaan indusoitua mikro-organismia Rhodococcus chlorophenoli-cus PCP-1 DSM 43826 ovat raportoineet Valo et ai., Appi. Microbiol. Biotechnol. (1986) 25:68...75.

Saastuneiden pinta- ja pohjavesien yhteydessä ilmenee kuitenkin toisena ongelmana käsiteltävän materiaalin valtava määrä ja suhteellisen alhainen toksisen aineen pitoisuus verrattuna saastuneeseen jäteveteen tai maaperään, jossa käsiteltävän 3 85984 aineen määrä on rajallinen ja saasteen määrä yleensä suhteellisen runsasta.

Kloorifenoleilla saastunutta pinta- ja pohjavettä on US patenttijulkaisun 4.713.340 mukaan pyritty puhdistamaan käyttämällä kloorifenolien hajottamiseen kykenevää, sukuun Flavo-bacterium kuuluvaa bakteeria ATCC 39723. PCP:tä hajottamaan indusoidut bakteerit lisättiin saastunutta vettä sisältäviin altaisiin ja bakteeria kasvatettiin tässä vedessä kunnes kloorifenolien pitoisuus oli laskenut hyväksyttävälle tasolle. Vaikka julkaisun mukaan bakteeri kykeneekin poistamaan jopa 100 mg/1 PCP:tä järvivedestä 40...75 tunnissa, voidaan helposti ymmärtää, että kokonaisten järvien ja saastuneen pohjaveden puhdistus kasvatusaltaissa ei ole teollisesti käyttökelpoista. Brown et ai. Appi. Environ. Microbiol. (1986) Voi. 52 p. 92...97, ovat ehdottaneet mainitun bakteerin, Flavo-bacterium sp., käyttämistä yhdessä luonnollisten bakteerikantojen kanssa kiinnitettynä luonnonkiveen jokivesien puhdistamiseen kun PCP-pitoisuus on jopa 600 mg/1. Myöskin tässä tapauksessa pinta- ja pohjavesien puhdistaminen muodostaa ongelman käsiteltävän vesimäärän johdosta.

Lisäksi useissa tapauksissa pinta- ja varsinkin pohjaveden lämpötila on niin alhainen, ettei se vastaa mikro-organismien edullista toimintalämpötilaa (yleensä n. 20...35 °C) . Suurten vesimäärien lämmittäminen mikro-organismien toimintalämpöti-laan on energiaa kuluttavaa toimintaa, minkä lisäksi lämmitetty vesi voi aiheuttaa luonnossa lisäongelmia.

Keksinnön tarkoituksena on esittää menetelmä, jolla suuria vesimääriä voidaan tehokkaasti puhdistaa biologisesti hajotettavissa olevista saasteista.

Keksinnön tarkoituksena on myös esittää menetelmässä käyttökelpoinen, immobilisoidun mikro-organismin käsittävä biosuo-din.

4 85984

Keksinnön tarkoituksena on lisäksi esittää menetelmässä erityisen edullisena käytettävä, luonnosta eristetty, puhdistettu uusi mikro-organismi.

Keksinnön tarkemmat kohteet ilmenevät seuraavasta selityksestä ja oheisista patenttivaatimuksista.

Näin ollen keksinnön kohteena on menetelmä saastuneen veden mikrobiologiseksi puhdistamiseksi saastetta hajottavan mikro-organismin avulla, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että puhdistettava vesi johdetaan saastetta keräävän biosuotimen läpi siten, että vesi olennaisesti puhdistuu saasteesta ja saaste rikastuu suotimeen, ja että biosuotimeen immobilisoidut mikro-organismit saatetaan hajottamaan kerääntynyt saaste.

Keksintöä sovelletaan erityisen edullisesti kloorifenolien poistamiseen saastuneesta vedestä, jolloin keksinnön kohteena on myös sen edullisessa suoritusmuodossa biosuotimena käytettävä, kiinteä kantoaine, joka käsittää kloorifenoleja hajottavia mikro-organismeja. Kantoaineena on edullisesti suuren pinta-alan omaava, huokoinen orgaaninen aine, joka kerää kloorifenoleja vedestä reversiibelisti ja johon on immobili-soitu kloorifenoleja hajottavia mikro-organismeja.

Biosuotimeen immobilisoituneina kloorifenoleja hajottavina mikro-organismeina käytetään keksinnön edullisessa suoritusmuodossa sukuun Rhodococcus kuuluvia, kloorifenoleja hajottavia bakteereja, jotka kykenevät poistamaan biosuotimesta veteen vapautuvat kloorifenolit erittäin tehokkaasti. Uutena mikro-organismina esitetään keksinnön puitteissa Rhodococcus sp. CP-2, joka on ensimmäistä kertaa eristetty luonnosta ja esitetään nyt puhdistetussa muodossaan.

Keksintöä havainnollistetaan seuraavan selityksen ja oheisten • . kuvioiden avulla, joissa 5 85984

Kuvio 1 esittää erästä sovellutusta reaktorista, jossa voidaan soveltaa keksinnön mukaista menetelmää.

Kuvio 2 esittää toista reaktorivaihtoehtoa keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi.

Kuviossa 3 on esitetty käyrä pentakloorifenolin hajoamisesta ja vastaavasti hiilidioksidin muodostumisesta keksinnön mukaisen mikro-organismin kloorifenoleja hajottavan toiminnan johdosta.

Kuvioissa 4 on esitetty käyrät reaktoreihin syötetyn kloorifenolin kokonaismäärästä ja muodostuneesta kloridista keksinnön mukaisen menetelmän sovellutuksessa.

Kuviossa 5 on osoitus kloorifenolien biologisesta hajoamisesta keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa.

Kuviossa 6 on esitetty reaktorista ulostulleen kloorifenolin määrä kloorifenolilla saastuneen veden puhdistuskokeessa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä saaste puhdistetaan vedestä rikastamalla se biosuotimeen ja näin aikayksikössä voidaan puhdistaa hyvin suuria vesimääriä, kuten myös pinta- tai pohjavettä, jopa suhteellisen alhaisista, mutta kuitenkin haitallisista saastemääristä. Biosuotimen läpi virtaavan veden viipymäaika voi olla erittäin alhainen, sillä suodatuksessa ei tarvitse huolehtia suhteellisen hitaan biohajotuksen vaatimasta ajasta. Näin laitteiston puhdistusteho aikayksikössä on moninkertainen verrattuna siihen vesimäärään, joka voitaisiin samassa tilassa ja samassa ajassa puhdistaa saasteen suoran biologisen hajotuksen avulla. Laitteisto voi olla pieni, vaikka käsiteltävän veden määrä onkin suuri.

- * Saasteita hajottavien bakteerien toimintakyky ja varsinkin hajotusnopeus on yleensä lämpötilasta riippuvaista. Pinta- ja 6 85984 pohjaveden puhdistuksessa ongelmana onkin usein, että syöttö-veden lämpötilassa, noin 4...20 °C:ssa, bakteeritoiminta ei ole maksimissaan. Mikäli siis syöttöveden lämpötila ja/tai muut olosuhteet ovat bakteerien hajottavaa toimintaa alentavat, biohajoamista ei sanottavasti esiinny suodatusvaiheen aikana.

Keksinnön puitteissa on todettu, että varsinkin suurten vesimäärien puhdistamiseen hitaasti hajotettavasta saasteesta soveltuva menetelmä voidaan aikaansaada kaksivaiheisella menetelmällä. Ensimmäisessä vaiheessa biologisesti hajotettava saaste poistetaan jatkuvasti suuresta läpivirtaavasta vesimäärästä rikastamalla saaste biosuotimeen. Toisessa vaiheessa biosuotimeen immobilisoidut mikro-organismit saatetaan suhteellisen pienessä vesimäärässä hajottamaan biosuotimeen kerääntynyt saaste.

Menetelmän toisessa, eli biohajotusvaiheessa suodinta ympäröivää pientä vesimäärää voidaan kierrättää, jolloin vesi voidaan helposti lämmittää biohajotuksen edulliselle tasolle, yleensä noin 20...35 °C:seen. On selvää, että mikäli menetelmää sovelletaan lämpimän veden puhdistukseen tai bakteeritoiminta ei vaadi lämpimää ympäristöä, ei erillistä lämmitystä tarvita.

Mikäli siis syöttöveden lämpötila on suotuisa ja muut olosuhteet sopivat, immobilisoituneet bakteerit voivat toimia saastetta hajottavasta jo suodatusvaiheen aikana ja hajottaa saastetta sitä mukaa kuin sitä kerääntyy biosuotimeen. Suotimen läpi tulee tällöin jatkuvasti ko. saasteesta puhdistettua vettä sekä bakteerien biohajotuksen johdosta syntyneitä saasteen hajoamistuotteita. Biotoiminnan tuloksena muodostuvat aineet voivat olla joko vaarattomia, veteen liukenevia aineita, tai ne voivat kiinnittyä biosuotimeen alkuperäisen saasteen tavalla, jolloin saastetta hajottava mikro-organismi edullisesti hajottaa myös tällaiset biotoiminnassa muodostuvat aineet. Mikäli haitallisia hajoamistuotteita liukenee veteen biohajotuksen johdosta on huolehdittava siitä, ettei hajoamis- 7 85984 ta tapahdu suodatuksen aikana tai hajoamistuotteet on poistettava muulla tavalla.

Puhdistettavan veden syöttäminen biosuotimen läpi keskeytetään viimeistään kun biosuodin on kyllästynyt saasteella, mikä voidaan havainnoida läpivirtaavan veden saastepitoisuuden noususta, toisin sanoen siitä, että biosuodin alkaa vuotaa saastetta. Käytännössä biosuodinta ei kuitenkaan yleensä kannata kyllästää saasteella. Suotimen saastepitoisuus keskeytys-hetkellä saattaa riippua etenkin myrkyllisen saasteen tapauksessa mikrobin sietokyvystä, jolloin veden syöttäminen tulee keskeyttää ennen kuin saastepitoisuus biosuotimessa on ylittänyt sekä immobilisoidun mikro-organismin sietokyvyn että biosuotimen kylläs tymispis teen.

Sopivan saastemäärän keräännyttyä suotimeen veden syöttäminen keskeytetään ja biosuotimessa voidaan kierrättää suhteellisen pientä vesimäärää. Samalla huolehditaan siitä, että ympäristöolosuhteet biosuotimessa ovat saastetta hajottavalle bakteeri-toiminnalle mahdollisimman suotuisat. Näin ollen lämpötila, pH, mahdolliset ravinteet, jne. asetetaan tälle toiminnalle edulliselle tasolle ja pyritään jatkuvasti pitämään kunkin bakteerin biotoiminnan edellyttämällä alueella.

Keksinnön mukaiseksi saastetta kerääväksi biosuotimeksi soveltuu mikä tahansa poistettavaa saastetta keräävä aine, joka • ; samalla kykenee toimimaan tehokkaasti hajottavien mikro-orga- niemien kiinni ttymi s alustana. Tällaisilla kemiallisia yhdis-: teitä itseensä keräävillä aineilla on yleensä suuri ominais- pinta-ala ja suuri huokoisuus. Esimerkiksi huokoiset orgaani-set aineet toimivat yleensä hyvin keksinnön mukaisina bio-suotimina. Esimerkiksi kloorifenolien biosuotimina mainitta-koon polyuretaanihartsit sekä puunlastu ja puun kuori, jolloin polyuretaani on todettu keksinnön mukaisessa menetelmässä - . edullisimmaksi. Polyuretaanihartsi voi olla vedessä kelluvassa muodossa tai se voi olla erityistä bakteerien immobilisointiin modifioitua, vettä raskaampaa polyuretaania. Modifioitu poly- 6 85984 uretaanimassa on edullinen biosuodin, koska se sitoo itseensä kloorifenoleja suuren pinta-alansa sekä pintavarauksensa johdosta. Massa on samalla tehokas mikrobien kiinnittymis-alusta.

Puunkuorirouhe ja puunlastut on todettu (kts. Apajalahti et ai. Microbiol. Ecol. (1984) 10:359...367) absorboivan kloorifenoleja ja ne ovat myös sopivia kloorifenolien biosuotimia, sillä ne sitovat reversiibelisti kloorifenoleja niitä sisältävistä liuoksista ja toimivat myös hyvin mikro-organismien kiinnittymisalustana.

Menetelmässä käyttökelpoisia mikro-organismeja ovat poistettavaa saastetta hajottavat mikro-organismit, jotka kykenevät immobilisoitumaan biosuotimena toimivaan kantoaineeseen. Kutakin ongelmasaastetta selektiivisesti hajottavia mikro-organismeja tunnetaan alalla ja alan ammattimies kykenee näiden joukosta valitsemaan k.o. tapauksen mukaan sopivimman mikro-organismin.

Esimerkkinä mainittakoon kloorifenoleja hajottavat mikro-organismit, joita ovat esimerkiksi eräät Arthrobacter ja Pseudomonas bakteerit, jotka on esitetty julkaisussa Portier et ai., Toxicity Assessment: An International Quarterly, Voi 1, p.

501...513, (1986), sekä puhdasviljelminä Flavobacterium sp.

(ATCC 39723), joka on selitetty US patenttijulkaisussa 4.713.340, sekä Rhodococcus chlorophenolicus PCP-1 (DSM 43826), joka on selitetty julkaisussa Apajalahti et ai. Int. J. Syst. Bacteriol.,(1986) 36:246...251.

Keksinnön puitteissa on lisäksi eristetty ja puhdistettu toistaiseksi tuntematon mikro-organismi, Rhodococcus sp. CP-2, joka on talletettu Budapestin sopimuksen mukaisesti toukokuun 13. päivänä 1988 talletuslaitokseen DSM (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH) ja saanut numeron DSM 4598.

9 85984

Mikro-organismi Rhodococcus sp. CP-2 eristettiin kloorifenolilla saastuneesta maaperästä. Maanäytteestä muodostettiin liete mineraalisuolaliuokseen, josta saatiin PCP:tä hajottava seosviljelmä. Viljelmää rikastettiin lisäämällä PCP:tä (5 mg/1) useaan otteeseen, minkä jälkeen PCP:tä (20 mg/1) sisältävällä agarlevyllä kasvavasta viljelmästä valittiin yksi PCP:tä hajottava pesäke ja sille annettiin nimike CP-2.

Rhodococcus sp. CP-2 -kannalla on nocardioformisten actino-mycetes-sukujen tunnusmerkkejä ja se on luettu kuuluvaksi sukuun Rhodococcus. CP-2 kasvoi maljalla oranssinkeltaisena, limaisena pesäkkeenä, ja sillä oli kasvuvaiheessa kokki-sauva-kokki solumorfologia. Näkyviä pesäkkeitä (1...4 mm halkaisijaltaan) ilmeni yhden viikon kasvatuksen jälkeen. Kasvua esiintyi lämpötiloissa 18...37 °C, ei kasvua >45 °C:ssa.

Optimi kasvulämpötila oli 28 °C. Kasvua esiintyi 0,003 ja 3,0 % NaCltssa, mutta ei 7 % NaClrssa. Kasvua 1 % glukoosi, fruktoosi, mannitoli, maltoosi (heikkoa), sorbitoli, trehaloosi (heikkoa), inositoli ja mannoosi hiilenlähteenä. Solujen metanolyysi vapautti seuraavia yksinkertaisia rasvahappoja (suhteellinen osuus suluissa): C10:0 (3), C14:0 (6), C16:0 (23), C16:lcis9 (2), C16:ltrans9 (9), C18:0 (1), C18:ltrans9 . . (19) ja IOCH3CI8 (tuberkulosteariinihappo) (12). Soluseinä sisälsi mykolihappoja, joiden pituus oli 32...36 hiiliatomia. Menakinonit sisälsivät 9 isoprenoidiyksikköä yhdellä hydro-genoidulla kaksoissidoksella (tyyppiä MK-9H2).

CP-2 kykenee käyttämään kloorattuja fenoleja ainoana hiili-lähteenään ja se poistaa 10 uM PCPrtä 5 tunnissa pitoisuuteen 1 ug/1. Kanta CP-2 hajottaa myös useita muita, tetra-, tri- ja di-kloorattuja fenoleja, guajakoleja ja syringoleja eikä se menetä kykyään hajottaa kloorifenoleita sitä siirrettäessä kloorifenoleja sisältämättömälle alustalle. Rhodococcus sp.

; CP-2 sekä aikaisemmin eristetty Rhodococcus chlorophenolicus PCP-1 (DSM 43826) ovat erityisen sopivia bakteereja veden puhdistukseen keksinnön mukaisella menetelmällä, sillä ne kykenevät puhdistamaan veden miltei täydellisesti biosuotimes- ίο 8 5 9 8 4 ta vapautuvista kloorifenoleista (kts esim. Kuvio 3). On ilmeistä, että menetelmässä voidaan myös käyttää näistä baktee-reistä kehitettyjä, kloorifenoleja hajottavia kantoja sekä muita vastaavanlaisen hajotuskyvyn omaavia mikrobikantoja.

Pentakloorifenolin aerobista hajoamista hiilidioksidiksi ja epäorgaaniseksi kloridiksi Rhodococcus sukuun kuuluvien bakteerien vaikutuksesta esitetään seuraavan reaktiokaavion avulla: s&' - «-Sr — &m—

Cl OH w OH QH OH

Todettakoon tässä yhteydessä, että kloorifenolien ensimmäisenä hajoamistuotteena muodostuu kloorihydrokinoneja. Näitä aineita käytetään esimerkiksi valokuvauskemikaaleina ja niitä voidaan siten keksinnön mukaisella menetelmällä poistaa valokuvausalan jätevesistä.

Muiden saasteiden kuin kloorifenolien hajottamiseen käyttökelpoisia bakteereja tunnetaan alalla, ja niitä voidaan sopivissa olosuhteissa käyttää keksinnön mukaisen menetelmän toteutuksissa. On myös mahdollista vastaavalla tavalla eristää luonnosta, esimerkiksi saastuneesta maaperästä tai vedestä muita saasteita hajottavia bakteereja sekä kloorifenoleja hajottavia muita bakteereja, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisen menetelmän sovellutuksissa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä saastetta hajottavia mikro-organismeja käytetään immobilisoidussa muodossa kiinteään kantoaineeseen kiinnitettyinä. Hajottavien bakteerien annetaan edullisesti kasvaa ravintoliuoksessa yhdessä kiinteän kanto-aineen muodostavan massan kanssa, jolloin bakteeri kiinnitty kantoaineeseen. Kiinnittyminen voi perustua esimerkiksi adsorptioon tai kovalenttiseen sidokseen. Kun kyseessä on 11 85984 kloorifenoleja hajottavien Rhodococcus kantojen immobilisointi kantoaineeseen, kuten polyuretaanihartsiin tai puunkuoreen, mikro-organismit kiinnittyvät kantoaineeseen liman avulla, joka muodostuu kun ne kasvavat käyttäen sokeria hiilenlähtee-nä.

Rhodococcus CP-2 sekä Rhodococcus chlorophenolicus PCP-1 bakteerien kloorifenolin hajotuskyky on geneettisesti stabiili, mutta vaatii induktion. Bakteerien saastetta hajottava kyky voidaan indusoida joko ennen immobilisointia tai immobilisoin-nin jälkeen. Indusoinnin yhteydessä bakteereille syötetään ravintoliuoksen yhteydessä hajotettavaa kemikaalia siten, että bakteerit tuottavat ko. saastetta hajottavia entsyymejä.

Käytännössä biomassa voidaan immobilisoida kantoaineeseen kierrättämällä fermentorissa kasvatettua puhdasviljelmäkantaa kantoainemassan läpi kunnee riittävä määrä biomassaa on kiinnittynyt kantoaineeseen.

Kloorifenoleja hajottavan Rhodococcus sukuun kuuluvan immobi-lisoidun mikro-organismin käsittävä kantoaine on keksinnön mukaan kehitetty uusi tuote. Edullisia kantoaineita keksinnön mukaisissa sovellutuksissa ovat orgaaniset huokoiset aineet, joista mainittakoon puunkuori, puulastut ja modifioidut poly-uretaanihartsit. Kantoaineeseen immobilisoidut Rhodococcus-sukuun kuuluvat mikro-organismit säilyttävät toimintakykynsä kauan. Tämä on suuri etu niiden kaupallista käyttöä ajatellen.

Koska kloorifenolien biohajotuksen tuloksena muodostuu suolahappoa, on hajotuevaiheen aikana reaktorin kiertoneste puskuroitava. Sen sijaan reaktoriin ei tarvitse lisätä ravinteita, sillä reaktorissa olevat mikro-organismit kykenevät käyttämään kloorifenolista peräisin olevaa hiiltä ainoana hiililähtee-nään.

i2 85984

Reaktorin biomassa voidaan tarvittaessa aktivoida tai elvyttää jokaisen tai useamman biohajotusvaiheen jälkeen kierrättämällä reaktorissa ravintoainepitoista vettä. Reaktoriin syötetään edullisesti ko. mikro-organismin kasvua suosivaa sokerilähdet-tä. Edullisesti bakteereille syötetään hiililähdettä, joka mahdollisimman hyvin suosii haluttua bakteerikantaa, mutta jota mahdollisimman harvat muut bakteerit pystyvät käyttämään. Tällöin halutut mikrobit lisääntyvät ja reaktorista ulostule-vassa vedessä todetaan hieman irronnutta biomassaa. Sen sijaan hajotus- ja suodatusvaiheen aikana biomassaa ei olennaisesti irtoa kantoaineesta.

Elvytyksen jälkeen tai elvytyksen yhteydessä saattaa olla välttämätöntä tai ainakin edullista uudelleen indusoida saasteen hajotusmekanismi mikro-organismiin. Tämä tehdään silloin johtamalla reaktoriin pieni määrä saastetta, kuten kloorifenolia, jotta hajottavan entsyymin biosynteesi käynnistyy.

Reaktorin puhdistus voidaan suorittaa tarpeen vaatiessa esimerkiksi painepesulla kierrätyspumpun avulla tai mahdollisen tukkeutuman sattuessa reaktorissa sopivasti olevien tarkastusta! täyttöluukkujen kautta.

Menetelmää sovelletaan edullisesti reaktorijärjestelmässä, jossa on vähintään kaksi reaktoria, jolloin toinen toimii menetelmän mukaisessa suodatusvaiheessa samanaikaisesti kun toinen läpikäy biohajotusprosessin. Menetelmää voidaan edullisesti soveltaa järjestelmässä, jossa on useampiakin reaktoreita kytketty rinnan tai sarjaan siten, että mikä tahansa reaktori voi läpikäydä biohajotusprosessia samalla kun muut reaktorit toimivat biosuotimina.

Mikäli reaktoreita on järjestelmässä useampia kuin kaksi, reaktoreiden käsittelyvaiheita kierrätetään jaksottaisesti siten, että kulloinkin kauimmin saastetta kerännyt reaktori saatetaan hajotusvaiheeseen ja edellisessä jaksossa hajotus- i3 85984 vaiheen, sekä mahdollisesti aktivointivaiheen läpikäynyt reaktori saatetaan earjassa viimeiseksi suodatusreaktoriksi.

Kuviossa 1 on havainnollistettu kloori fenolipitoisen veden puhdistukseen soveltuva reaktori. Tähän bioreaktoriin kuuluu useita päällekkäisiä osastoja 1, jotka on täytetty mikrobien kiinnittymispintana toimivalla massalla. Massan pinnalla olevat mikrobit kykenevät hajottamaan kloorifenoleja. Massa on täytetty reaktoriin täyttöluukkujen 2 kautta. Massa on sijoitettu rei'itetyille välipohjille 4, jotka tukevat täytemassaa ja jakavat reaktoritilan eri osastoihin. Reaktoriin johdetaan ilmaa ilmastusyhteen 5 kautta, mikäli mikrobin hajottava toiminta on aerobinen prosessi ja vaatii ilmastusta. Puhdistettavaa vettä johdetaan johdon 10 kautta syöttö- ja kierrätys-pumpun 7 avulla syöttö- ja kierrätysputken 8 kautta sadetti-meen 6, joka annostelee puhdistettavan veden tasaisesti reaktoriin.

Reaktorin yläpäässä on biohajotuksessa muodostuvan kaasun sekä ilmastuskaasun poistoputki 12 ja reaktorin alapäässä on puhdistetun veden poistoputki 11. Kussakin osastossa on näytteen-ottohanat 9 ja lisäksi reaktorissa on numerolla 3 merkitty nesteen pinnankorkeuden ilmaiseva tarkkailuputki. Reaktorin kierrätysputkeen 8 sisältyy lisäksi ei-näytetyt lämpövastuk-set, joilla voidaan lämmittää kiertovettä mikrobien biologisen hajotustoiminnan edellyttämälle halutulle tasolle. Putkessa 8 voi lisäksi olla venttiilillä suljettava syöttöjohto mahdollisesti syötettävää puskuria ja/tai ravintoliuosta varten, jota ravintoliuosta varsinkin reaktorin elvytysvaiheessa syötetään kierrätettävään veteen.

Tällaisia reaktoreita voi reaktiojärjestelmässä olla useita sarjassa tai rinnan siten, että pumpun (tai pumppujen) avulla syötettävä vesi voidaan johtaa mihin ja mistä reaktorista tahansa toiseen tai pois järjestelmästä sopivasti venttiilejä kääntämällä. Tässä järjestelmässä mikä tai mitkä tahansa reaktoreista voivat olla suljettu pois syöttöveden linjasta, 14 85984 jolloin niissä vastaavasti voidaan kierrättää vettä kierto-putken kautta.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa myös kuvion 2 esittämässä reaktorissa, jossa kantoaine 1 käsittää pinnallaan kiinnitettyinä kloorifenoleja hajottavia mikrobeja. Syöttövesi johdetaan reaktoriin sen alaosassa olevan tulojohdon 4 kautta syöttö- ja kierrätyspumpun 3 avulla. Läpäistyään biosuotimen 1, puhdistunut vesi siirtyy reaktorin yläpäässä olevaan sel-keytystilaan 2 ja vesi johdetaan edelleen poistoputken 5 kautta pois.

Mikrobin aerobista toimintaa varten reaktoria ilmastetaan reaktorin alaosassa olevan rei'itetyn ilmastus johdon 6 kautta ja reaktorikaasut poistuvat putken 7 kautta.

Seuraavat esimerkit havainnollistavat edelleen keksintöä sitä kuitenkan millään tavalla rajoittamatta.

Esimerkki 1

Saastetta hajottavan mikro-organismin eristäminen 500 ml: n pylväisiin, joissa kiinteänä kantoaineena oli havupuun kuorirouhetta, ympättiin 10...15 g:n suuruisia näytteitä saastunutta maata tai lietettä ja pylvään läpi perkoloitiin 200 ml mineraalisuolaliuosta. Tetraklooriguajakolia (TeCG) lisättiin viikottain konsentraatioon 10...50 uM. Kolmen kuukauden jälkeen todettiin, että perkolointinesteet sisälsivät seosviljelmiä, jotka toistuvasti poistivat lisätyn TeCG:n (10 uM) . Perkolaattoreista saadut viljelmät rikastettiin useilla laimennuksilla ja syöttämällä 10...20 uM TeCG-.tä 2...3 päivän väliajoin. Viljelmänäytteitä siveltiin DSM-65 (glukoosia 4,0 g, hiivauutetta 4,0 g, mallasuutetta 4,0 g, H2O 1000 ml, pH 7,2) agarille, joka sisälsi 10 uM TeCG:tä, ja 130 pesäkettä kustakin seosviljelmästä testattiin TeCG-hajotuksen suhteen mittaamalla TeCG:n häviämistä liuoksesta. TeCG:tä hajottavat viljelmät puhdistettiin.

« 85984

Vastaavalla menetelmällä käyttäen pentakloorifenolia rikastus-substraattina saatiin mm. Rhodococcus CP-2 (DSM 4598), joka täydellisesti poisti 10 μΜ pentakloorifenolia (PCP) viidessä tunnissa ja 70 % 1λ0:11θ leimatusta PCP: stä erittyi 14C02: na (kts. Kuvio 3). Kuviossa 3 on esitetty C-PCP:tä sisältävän 10 μΜ PCP hajoaminen ajan funktiona, jolloin merkillä · on esitetty PCP-pitoisuus ja merkillä O on esitetty kehittyneen 14C02: n muodostuminen.

Kanta CP-2 hajotti myös useita muita kloorattuja fenoleja, guajakoleja ja syringoleja 10 μΜ liuoksissa. Näissä kokeissa pentakloorifenoli (PCP), 2,3,4,5-tetrakloorifenoli (2345-TeCP), 2, 3, 4, 6-tetrakloorifenoli (2346-TeCP), 2, 3, 5, 6-tetra- kloorifenoli (2356-TeCP), 2,3,4-trikloorifenoli (234-TCP), 2, 3, 5-trikloori fenoli (235-TCP), 2, 3, 6-trikloorifenoli (236- TCP), 2,4,5-trikloorifenoli (245-TCP), 2, 5-dikloorifenoli (25-DCP), tetraklooriguajakoli (eli tetrakloori-2-metoksi-fenoli) (TeCG), 3, 4, 5-trikloori guaj akoli (345-TCG), 3,4,6- triklooriguaj akoli (346-TCG), 3, 5, 6-tri kloori guaj akoli (356- TCG), 4, 5,6-triklooriguajakoli (456-TCG), 3, 4-di kloori guaj a- koli (34-DCG), 3, 5-diklooriguaj akoli (35-DCG), 3, 6-di kloori- guajakoli (36-DCG), trikloorisyringoli (eli trikloori-2,6-di-metoksifenoli) (TCS) ja 3,5-dikloorisyringoli (35-DCS) hajosivat 48 tunnissa.

Vastaavalla menetelmällä voidaan eristää myös muita saasteita hajottavia bakteereja tai kloorifenoleja hajottavia muita bakteereja, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä.

V.: Esimerkki 2

Mikro-organismin immobilisointi kantoaineeseen

Kloorifenoleja hajottavien mikro-organismien puhdasvil j elmiä, • . Rhodococcus chlorophenolicus PCP-1 (DSM 43826) ja Rhodococcus » » ' * * CP-2 (DSM 4598), immobilisoitiin polyuretaanihartsimassaan, ie 85984 joka oli yhtiön Bayer Ag, Länsi-Saksa, valmistamaa polyure-taanihartsia REA 90/16, joka on modifioitu bakteerien immobi-lisointiin sopivaksi (partikkelikoko alle 10 mm; tiheys 20 °C:ssa 1,14...1,05 kg/1; paino suspensiossa 115 kg kuiva-ainetta/ m3 suspension tilavuutta; sedimentaationopeus: 94+^ 6 m/h) .

Bakteerien seosviljelmää kasvatettiin fermentorissa 1% glukoosi, 1 % sorbitoli hiilenlähteenä kantoaineen läsnäollessa. Kasvaessaan bakteerit erittivät limaa ja kiinnittyivät havaittavasti kantoainemateriaalin pintaan. Kun biomassan muodostuminen oli riittävää kasvatus lopetettiin.

Immobilisoidun Rhodococcus viljelmän käsittävä polyuretaani-massa varastoitiin 20 vuorokautta +4 °C:ssa. Varastoinnin jälkeen suoritetussa kokeessa todettiin mikrobien kykenevän edelleen hajottamaan kloorifenoleja.

Kloorifenolia hajottavien Rhodococcus bakteerien on todettu hajottavan kloorifenoleja jopa vuoden säilyttämisen jälkeen +4 °C:ssa.

Esimerkki 3 Bioreaktorin toiminta

Kokeet suoritettiin 0,5 l:n vetoisessa laboratoriomittakaavan koereaktorissa, jossa oli yläpäässä vedensyöttöaukko sekä kaasunpoistoaukko, pohjassa veden poistoaukko, sekä alaosassa reaktorin ilmastusaukko. Kantoaineena käytettiin modifioitua polyuretaania REA 90/16 (valmistaja Bayer Ag, Länsi-Saksa). Massan määrä reaktorissa oli 400 ml.

Hajottajamikrobeina käytettiin Rhodococcus chlorophenolicus (DSM 43Θ26) bakteeria sekä Rhodococcus CP-2 (DSM 4598) bakteeria. Mikrobit immobilisoitiin polyuretaanihartsikanto-aineeseen kasvattamalla niitä sopivassa kasvuliuoksessa hartsin kanssa.

i7 85984

Koereaktori täytettiin aktiivisella, molemmilla mikrobilajeilla immobilisoidulla hartsilla. Identtinen vertailureaktori (steriili) oli ilman mikrobeja. Steriilin rinnakkaiskokeen avulla selvitettiin kloorifenolien sitoutuminen massan pinnalle ja eliminoitiin ei-biologisten mekanismien mahdollinen osuus hajoamisessa.

Syöttövetenä käytettiin kloorifenolipitoista vettä, jonka kloorifenolipitoisuus oli joko 0.1, 5, 10 tai 20 mg/1. Veden syöttönopeus oli 2 vol/d. Lämpötila oli +25 °C, ilmastusmäärä 5 ml/min. Lievä puskurointi suoritettiin fosfaattipuskurilla pH:n pitämiseksi arvossa noin 7.

Kokeen yhteydessä kloorifenolien hajoamista todettiin: 1) epäorgaanisen kloridin määrän kasvuna biosuotimen läpäisseessä vedessä. Kloridi oli peräisin kloorifenolimolekyylin sitoutuneesta kloorista; 2) lisäämällä reaktoriin 14C-leimattua pentakloorifenolia osoitettiin poistokaasun mukana tulevan ulos leimatusta PCP-renkaasta peräisin olevaa ^C-hiilidioksidia; 3) mittaamalla ulostulevan veden ja syötetyn veden kokonais-kloorifenolipitoisuus kaasukromatografisesti; 4) vertaamalla aktiivisten biosuotimien ja steriilin biosuotimen analyysituloksia todettiin vain aktiivisen pylvään hajottavan kloorifenoleita.

Reaktoreiden läpi johdettiin kloorifenoleja (puunkyllästys-aineen Ky-5 muodossa, valmistaja Kymi Oy, Kuusankoski) seuraa-van taulukon 1 mukaisesti 63 vuorokauden aikana. Kloorifenoli-pitoisuus mitattiin syöttöliuoksesta kaasukromatografisesti.

ie 85984 TAULUKKO 1.

Kloorifenolin (Ky-5) pitoisuus kokeen aikana biosuotimiin syötetyssä liuoksessa

Aika (vrk) Kloorifenolipitoisuus (mg/1) 0. . . 1 1 3,4 1 1...20 6, 2 20. . . 29 12, 8 29. . . 40 20, 3 40. . . 50 0 50. . . 53 25, 3 53. . . 58 0 68. . . 62 25, 3 62. . . 0

Ky-5 torjunta-aineen keskimääräinen kloori fenolikoostumus on esitetty painoprosentteina seuraavassa taulukossa 2.

TAULUKKO 2.

Kloorifenoli osuus, % 2, 6-DCP <0, 01 2, 4-DCP 1 2, 4, 6-TCP 11 2, 4, 5-TCP 0,06 2, 3, 4-TCP 0,04 2, 3, 4, 6-TeCP 80 PCP 7, 5

Koejakson aikana syötetyssä nesteessä oli hyvin alhainen ravinnepitoisuus (N, P, ym. ), jotta mikrobit eivät jakautuisi ja reaktori vuotaisi mikrobeja.

Seitsemännen vuorokauden kohdalla reaktoreihin syötettiin l4C-leimattua pentakloorifenolia, jonka renkaan hiiliatomit oli satunnaisesti leimatut, pentakloorifenolin mineralisaation osoittamiseksi ίΛ0: llä leimatun hiilidioksidin avulla.

« « * * · « · i9 85984

Koko koejakson aikana steriloitu biosuodin pysyi vapaana mikrobikasvusta. Siitä ei tullut ulos radioaktiivista hiilidioksidia tai epäorgaanista kloridia.

Koetulokset on esitetty kuvioissa 4...6.

Kuviossa 4 on esitetty kloorifenolien hajoaminen biosuotimessa epäorgaaniseksi kloridiksi. Ylemmässä käyrässä reaktoreihin syötetyn kloorifenolin (CP) summa kokeen aikana ja alemmassa muodostunut kloridi (Cl-). Kloorifenolin sisältämä kloridi on painosta noin 60 %. Tämän perusteella laskien immobilisoidut solut ovat hajottaneet n. 55 % lisätystä kloorifenolista 63 vuorokauden aikana. Loppu kloorifenolista on sitoutunut polyuretaani kantoaineeseen.

Kuviossa 5 on osoitus pentakloorifenolin biologisesta hajoamisesta immobilisoitujen bakteerien avulla. Kokeen 7. vuorokauden kohdalla lisätty radioaktiivinen pentakloorifenoli (renkaan hiilet satunnaisesti leimattu *4C:llä) (55500 cpm) hajosi leimatuksi hiilidioksidiksi. Sen saanto oli lähes 50 %. Osa leimatusta PCPrstä pysyi bakteerien ulottumattomissa poly-uretaanimassaan sitoutuneena ja pieni osa on saattanut muuttua solumassaksi. Hajottavan reaktorin läpi ei todettu tulevan radioaktiivisuutta.

Kuviossa 6 on esitetty ulostulleen kloorifenolin määrä kummassakin reaktorissa. Kumpikin, steriili ja bakteereita sisältävä suodin sitovat kloorifenoleja tehokkaasti 25 vuorokauden ajan. Sen jälkeen reaktori, jossa ei hajotusta tapahdu, alkaa vuotaa kloorifenoleita nopeasti. Hajottava biosuodin sen sijaan läpäisi vain vähän kloorifenolia, pitoisuustason ulostulevassa vedessä pysyessä yleensä alle 10 ug/1, mikä on sallittu kloorifenolipitoisuuden raja talousvedessä. Steriilin suotimen ulostulevassa vedessä pitoisuus nousi 60 vuorokauden koejakson lopulla 1 mg/1 tasolle asti, mikä johtuu polyuretaanimassan kyllästymisestä kloorifenoleilla.

20 85984

Esimerkki 4

Kylmällä syöttövedellä suoritettu koe

Kokeessa käytettiin samaa laitteistoa kuin esimerkissä 5 esitetty. Reaktorin läpi syötettiin kylmää (+5 °C) kloorifenoli-pitoista vettä kolmen vuorokauden ajan ja todettiin kloorifenolin sitoutumiskyvyn hieman alentuvan.

Tämän jälkeen reaktori tuotiin huoneenlämpötilaan (+25 °C) jolloin sen hajotuskyky välittömästi käynnistyi. Kloridimäärä kierrätetyssä nesteessä kasvoi voimakkaasti osoituksena kloorifenolin hajoamisesta.

Jatkuvan kokeen aikana (koe jatkunut 98 vuorokautta) kokeiltiin useita kertoja kylmän veden puhdistusta edellä selitetyssä reaktorissa. Tällöin reaktoriin syötettiin 2 tai 1 vuorokauden ajan Taulukossa 3 esitettyjä määriä kloorifenoleja vedessä, minkä jälkeen vedensyöttö keskeytettiin ja vettä kierrätettiin +25 °C:ssa reaktorissa 5 ja vastaavasti 16 vuorokautta. Kokeen parametrit sekä koetulokset on esitetty Taulukossa 3.

Kylmäkäsittelyn aikana koe- ja vertailureaktorin läpäisseen nesteen kloridimäärät olivat yhtäsuuret, mutta heti lämpimään tuotaessa koereaktorin läpäisseen nesteen kloridimäärä oli suurempi kuin vertailureaktorin eli mikrobitoiminta käynnistyy heti lämpötilan noustessa mikrobitoimintaa suosivaksi.

Edellä keksintö on selitetty lähinnä kloorifenolien poistamiseen soveltuvana menetelmänä. Alan ammattimiehelle on kuitenkin selvää, että vastaavaa menetelmää voidaan soveltaa myös muihin biologisesti hajotettaviin saasteisiin, joita hajottavat mikro-organismit voidaan kiinnittää ko. saastetta keräävään biosuotimeen.

21 85984 3

CO

4-1 rH O LD I—I

:0J (N CM rH CO

CD --4 ·—I

<#> i (0

‘ΓΛ <8 U (Ö W

s 5 %

3 --H jC O CTt CO

4J Ό --4 Π» VO rH in D --4 <0 e aM > O 10 (Ό -H 3 > Ji 41 •r4 l-l

O

44

Hi (0 (0 in rH 4» m to I 0) ro co o o

tn ID l-l CO o rH OH

·· o 3 CO 4T CO rH

y h h

0 3 -rH

-h nj m m -η 4-1

OH WO 1H

+ 8 S 81 ID $ lu r 3 5t< £ 5 8 I Ϊ

«5 O H * O

X --4 j* 4J

4J J* rf 4» 00 H

C ft <3 (0 oo ov cm m to U > φ

φ Q dl U

ä J 3 8 :<3 <4-1 jo •1“

C 1 I

s it ~ « ; 8 g -(- :ro i-H 4— to Hi :<3 tn -η σι rH o 4j* W :rtj >1 rH 41· 00 o 00 I I 3 8 * 01 I £ 3 3 £

V

O U

--4 O >

4-> --H

0 4.1 10

Ci ft to 3

8 O -HO

e r sv c f5 x § < 01 :m r— 4J :m vo a ifiSJ < < ^ <

CO o >,>«>·, CM CM r-H CM

o 8 « - £ ^

SUH

--4 Ji o 2 O Q) a\ m o r*

rH O 0% O H H

X ££ «H »H »H

22 85984

Bakteerien CP-2 ja PCP-1 kloorifenolien hajotuskyky

Kumpikin bakteerikanta hajottaa useita polykloorattuja fenoleita. Molemmilla hajotuskyky on indusoituva, eli hajot-tajaentsyymejä muodostuu bakteerisolussa vain silloin, kun jokin kloorattu fenoli on viljelmässä ja proteiinisynteesi on samanaikaisesti mahdollista.

Hajotettavat kloorifenolit. Seuraavassa taulukossa on kummankin bakteerin kloorifenolien hajotuskyky nesteviljelmässS, jossa kloorifenolin pitoisuus 10 uM. Hajotus ilmaistu prosentteina lähtöpitoisuudesta.

Kloorifenoli PCP-1 CP-2 PCP 100 100 2345- TeCP 20 100 2346- TeCP 100 100 2346-TeCP 100 100 234- TCP 60 100 235- TCP 100 100 236- TCP 100 100 245- TCP 20 100 246- TCP 30 80 345-TCP 10 90 23- DCP 40 80 24- DCP 10 50 25- DCP 40 100 2 6-DCP 30 40 34- DCP 10 80 35- DCP 30 80 23 85984

Muita ominaisuuksia: 1) kasvu eri hiilenlähteillä (+=kasvaa, -=ei kasva)

Hiilenlähde PCP-1 CP-2

Glc heikko + fruktoosi + + mannitoli + + maltoosi - heikko sorbitoli + + trehaloosi + heikko inositoli + + mannoosi - +

Bakteerien metanolyysillä vapautuu seuraavia rasvahappoja, suluissa niiden suhteellinen osuus:

Rasvahappo PCP-1 CP-2 C 10:0 - 3 C 14:0 24 6 C 15:0 12 C 16:0 100 23 C 16:1 20 11 C 18:0 12 1 C 18:1 88 19 IOCH3C28 67 12 C 20:0 4 C 22:0 4 C 24:0 5

Mykolihapot C33-C43 C32-C36

Maljalla PCP-1 ja CP-2 muodostavat limaisia oranssinkeltaisia pesäkkeitä. Kummankin kannan pesäkkeiden värit ovat hiukan erilaisia.

PCP-1 muodostaa näkyviä pesäkkeitä hiivauuteagarilla ja ramnoosi-agarilla 1-2 viikossa 28 C:ssa. CP-2 muodostaa näkyviä pesäkkeitä 1 viikossa.

Claims (17)

1. 24 85984
2. 1. Menetelmä saastuneen veden mikrobiologiseksi puhdistamiseksi kloorattuja fenolisia aineita ja/tai niiden johdannaisia, eli kloorifenoleja hajottavan mikro-organismin tai mikro-organismien avulla, jossa menetelmässä puhdistettava vesi johdetaan biosuotimen läpi ja biosuotimeen immobilisoidut mikro-organismit saatetaan hajottamaan klooratut yhdisteet, tunnettu siitä, että puhdistus suoritetaan olennaisesti kaksivaiheisena prosessina, jossa biosuotimena käytetään kiinteää huokoista kantoainetta, joka kykenee keräämään kloorifenoleja vesiväliaineesta ja toimimaan kloorifenoleja hajottavien mikro-organismien kiinnittymisalustana, jolloin prosessin ensimmäisessä, suodatusvaiheessa puhdistettavaa vettä syötetään mainitun biosuotimen läpi kloorifenolien keräämiseksi siihen, ja prosessin toisessa, biohajotusvaiheessa syöttöveden virtaus biosuotimen läpi keskeytetään ja biosuotimeen immobili-soituneet, kloorifenoleja hajottavat mikro-organismit saatetaan hajottamaan kerääntyneitä kloorattuja yhdisteitä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että biohajotusvaiheessa biosuodinta ympäröivää, suhteellisen pientä vesimäärää kierrätetään biosuotimessa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että biohajotusvaiheessa biosuodinta ympäröivän veden parametrejä säädetään hajottavien mikro-organismien toiminnalle suotuisan ympäristön saamiseksi ja/tai ylläpitämiseksi.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säädettävä parametri on veden lämpötila.
6. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1...4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistettava vesi on hajottavan mikro-organismin toimintalämpötilaa kylmempää vettä, kuten pinta- tai pohjavettä, jolloin suodatusvaiheessa lämpötila pidetään syöttöveden lämpötilassa, ja että biohajo- 25 85984 tusvaiheen alussa biosuodinta ympäröivän veden lämpötila nostetaan hajottavien mikro-organismien toiminnalle edulliselle tasolle, yleensä noin 20...35 C: seen, ja pidetään tässä lämpötilassa kunnes kerääntyneet klooratut fenoliset aineet ja/tai niiden johdannaiset ovat olennaisesti hajonneet.
7. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1. . . 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hajottavina mikro-organismeina käytetään kloorifenoleja hajottavia, sukuun Rhodococcus kuuluvia bakteereja.
8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bakteerina on Rhodococcus sp. CP-2 (DSM 4598) ja/tai Rhodococcus chlorophenolicus PCP-1 (DSM 43826).
9. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1...7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että biosuotimena käytetään kloorifenoleja reversiibelisti keräävää huokoista ainetta, johon on immobilisoitu kloorifenoleja hajottavia mikro-organismeja, edullisesti polyuretaanihartsia, puunkuorta tai puunlastua.
10. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että biosuotimena käytetään mikrobien immobilisointiin modifioitua polyuretaanihartsia, johon kloorifenoleja hajotta-va(t) Rhodococcus bakteerivil j elmä (t) on immobilisoitu.
11. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1. . . 9 mukainen mene- - telmä, tunnettu siitä, että biosuotimen läpikäytyä biohajotusvaiheen se siirretään uudelleen suodatusvaiheeseen ;; johtamalla siihen puhdistettavaa vettä, ja ensimmäisen ja toisen vaiheen muodostama toimintaketju toistetaan. /·: 11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1. . . 10 mukainen ': menetelmä, tunnettu siitä, että biosuotimia on kaksi # ; tai useampia sarjassa tai rinnan siten, että yhden läpikäydes- ... sä biohaj otusta toinen tai toiset suodattavat kloorattuja "" fenolisia aineita syöttövedestä. 26 85984
12. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet -t u siitä, että syöttövettä johdetaan kahden tai useamman sarjaan kytketyn biosuotimen läpi ja aina ensimmäisenä virtaus j ärj estyksessä ollut biosuodin saatetaan biohajotusvai -heeseen ja biohajotusvaiheessa ollut biosuodin saatetaan syöttöveden virtausjärjestyksessä viimeiseksi.
13. 13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1...12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että biosuotimeen immobili-soidut mikro-organismit aika ajoittain elvytetään suoritetun biohajotusvaiheen jälkeen kierrättämällä ravintoainepitoista vettä biosuotimen läpi siten, että mikro-organismit lisääntyvät.
14. 14. Kloorattuja fenolisia yhdisteitä ja/tai niiden johdannaisia, eli kloorifenoleja vesiväliaineessa hajottavan mikro-organismin puhdasviljelmä, joka voi immobilisoitua kloorifenoleja keräävään kiinteään, huokoiseen kantoaineeseen, tunnettu siitä, että mikro-organismi on Rhodococcus sp. CP-2, DSM 4598, joka on indusoitu hajottamaan kloorifenoleja.
15. 15. Patenttivaatimuksen 1 mukaisessa menetelmässä käyttökelpoinen kiinteä huokoinen kantoaine, joka kykenee keräämään kloorattuja fenolisia aineita ja/tai niiden johdannaisia, eli kloorifenoleja vesiväliaineesta ja toimimaan kloorifenoleja hajottavien mikro-organismien kiinnittymisalustana, tunnettu siitä, että kantoaineena on suuren pinta-alan omaava, kloorifenoleja reversiibelisti keräävä polyuretaanihartsi, johon on immobilisoitu kloorifenoleja hajottavien mikro-organismien seos- tai puhdasviljelmä tai -viljelmiä.
16. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen kantoaine, tunnet-t u siitä, että kantoaineena on bakteerien immobilisointiin modifioitu polyuretaanihartsi ja mikro-organismina on sukuun Rhodococcus kuuluvien mikro-organismien viljelmä tai viljelmiä. 27 85984
17. 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen kantoaine, tunnet-t u siitä, että mikro-organismina on Rhodococcus chloropheno-licus PCP-1 (DSM 43826) ja/tai Rhodococcus sp. CP-2 (DSM 4598).