FI94316C - Menetelmä ja laitteisto kaasujen puhdistamiseksi - Google Patents

Description

9431 6

Menetelmä ja laitteisto kaasujen puhdistamiseksi Förfarande och anordning för rening av gaser

Keksinnön kohteena on menetelmä kaasujen puhdistamiseksi niukkaliukoisista kaasumaisista epäpuhtauksista. Puhdistettavina kaasuina ovat erityisesti teollisuuden tai maatalouden jätekaasut, jotka sisältävät haitallisina komponentteina niukkaliukoisia ja usein myrkyllisiä kaasuja, kuten rikkihiiltä, rikkivetyä, dimetyylisulfidia, styreeniä, tolueenia, jne. Keksinnön kohteena on myös menetelmässä käytettävä puhdistuslaitteisto sekä menetelmässä edullisesti käytettävä mikro-organismi.

Ympäristönsuojelu ja monet säännökset rajoittavat useiden jätekaasujen päästämistä ympäristöön. Vaikka tietyillä toimenpiteillä voidaankin vähentää päästöjen määrää, ei haitallisten kaasujen syntymistä erilaisissa tilainteissa ole voitu eliminoida.

Biopesu ja biosuodatus ovat perinteisiä jätekaasun biologisia puhdistusmenetelmiä. Biope-sussa kaasun haitalliset komponentit absorboidaan veteen tai aktiivilietteeseen, ja hajotus tapahtuu tämän jälkeisessä erillisessä vaiheessa. Biopesu onnistuu tekniikan tason mukaan ainoastaan, mikäli kyseessä on pesunesteeseen helposti liukeneva kaasu.

Biosuodatuksessa käytetään orgaanisella materiaalilla, kuten kompostilla, turpeella, puun-kuorella tai vastaavalla täytettyä suodatinta, taikka inertillä täytemateriaalilla täytettyjä täytekappalereaktoreja, eli "trickling filter" suodattimia. Kiinteään täyteaineeseen on immobilisoitu haitallista komponenttia hajottavia mikro-organismeja, jotka hajottavat ko. komponentin kaasun kulkiessa suodattimen läpi. Biosuodatusta on tekniikan tason mukaan * käytetty myös niukkaliukoisille kaasuille.

Viime aikoina onkin löydetty useita aikaisemmin hajoamattomiksi katsottujen haitallisten ja myrkyllisten kaasujen hajotukseen kykeneviä mikro-orgamismeja. Näin ollen teoksessa VDI Berichte 735, Biologische Abgasreinigung, VDI Verlag, Diisseldorf, 1989, on esitet-. ty menetelmiä mm. ksyleenin, tolueenin, styreenin, dikloorimetaanin, 1,2-dikloorietaanin, rikkivedyn, rikkihiilen, jne. biologiseksi hajottamiseksi mikro-organismien avulla.

Useita biologisessa hajotuksessa käytettäviä mikro-organismeja on kaupallisesti saatavana eri kantakokoelmista. Lisäksi alan ammattimies tietää, että useimmiten saasteen kohteesta, kuten teollisuuslaitoksen tai maatilan viemäristä tai vastaavasta otetussa näytteessä elää mikro-organismeja, jotka sietävät kyseessä olevan kohteen saasteen. Tällaisten näytteiden mikrobiviljelmistä voidaan selektiolla löytää mikro-organismikantoja, jotka kykenevät 9431 6 2 hajottamaan kyseessä olevaa saastetta, mikäli saaste ylipäätänsä on biologisesti hajoava.

Näin ollen tiedetään, että esimerkiksi rikkivedyn ja rikkihiilen poistaminen jätekaasuista onnistuu biosuodatuksella tietyissä olosuhteissa. Edellä mainitussa julkaisussa, VDI Berichte 735 on useassa kohdassa kuvattu rikkihiilen ja/tai rikkivedyn biohajotusta. Siten, VDI-julkaisun sivuilla 129-138 kuvataan Thiobacillus -mikro-organismien käyttämistä rikkivedyn hajottamiseksi jäteveden puhdistamosta syntyneestä jätekaasusta. Mikro-organismit kykenivät sopeutumisajan jälkeen hajottamaan raakakaasun rikkivedyn yli 99 prosenttisesti. Hajotus suoritettiin vastavirta-periaatteella toimivalla "trickling filter" -suodattimel-la.

Mainitun VDI-julkaisun sivuilla 293-312 ehdotetaan rikkivedyn poistamista jätekaasusta käyttämällä komposti- tai turvesuodattimessa Thiobacillus -sukuun kuuluvia mikro-organismeja. Kokeissa suodatinmateriaali oli kuitenkin vaihdettava jo 8 viikon kuluttua muodostuneesta rikkipitoisista saostumista johtuen.

Mainitun VDI-julkaisun sivuilla 331-339 ehdotetaan rikkivedyn ja rikkihiilen poistamista jätekaasuista kompaktilla kompostisuodattimella käyttäen mikro-organismina mm. Thiobacillus -sukuun kuuluvia mikro-organismeja. Jätekaasu kostutettiin vähintään 95 prosenttiseksi vedellä ennen sen johtamista biosuodattimen alla olevaan painekammioon. Suodattimen pH laski arvoon 1. Jätekaasun sisältäessä noin 140 mg CS2 ja noin 80 mg H2S, suodatin kykeni poistamaan noin 60% rikkihiilestä ja noin 85% rikkivedystä.

Julkaisussa Plas, C, et ai., Appi. Microbiol. Biotechnol. (1993) 38:820-823 esitetään rikki-. hiilen hajottamista Thiobacillus -sukuun kuuluvan mikro-organismin avulla. Mikro-organismi eristettiin trickling filter -suodattimesta, jossa oli käsitelty rikkivetyä ja rikkihiiltä sisältävää jätekaasua. Julkaisun mukaan mikro-organismi pystyi käyttämään rikkihiiltä ainoana energialähteenään ja hapettamaan rikkihiiltä pH-arvossa 7,0 liuoksen substraattipitoisuuden ollessa jopa 100 mg CS2/I.

• JP patenttijulkaisussa 2-126917 kuvataan menetelmä rikkivetypitoisen kaasun puhdistamiseksi turvesuodattimessa, johon on immobilisoitu rikkibakteereja. Bakteerit regeneroidaan pesemällä ja neutraloimalla, jolloin muodostunut sulfaatti huuhtoutuu pois.

Vastaavalla tavalla on mm. edellä mainitusta VDI-julkaisusta tunnettua hajottaa myös useita muita haitallisia kaasuja mikrobien avulla. Ko. julkaisussa mainituista kaasuista mainittakoon dikloorimetaani ja 1,2-dikloorietaani (s. 7-24), klooratut hiilivedyt, klooribentseenit, tolueeni, ksyleeni, styreeni, akryyliyhdisteet (s. 25-39), fenoli, formaldehydi, ammoniak- 9431 6 3 ki, (s. 89-98), metanoli, DMF, nitrobentseeni, nitroklooribentseeni, tolueeni, aniliini, kloorianiliini (99-108), jne.

Vaikka edellä esitetyillä ratkaisuilla onkin kyetty poistamaan osittain myös niukkaliukoisia kaasuja, kuten rikkihiiltä ja rikkivetyä jätekaasuista, näillä menetelmillä on monia haittoja, kuten biosuodattimien lyhyt ikä ja haitallisten kaasujen epätäydellinen hajoaminen.

DE patenttijulkaisussa 3620728 on kuvattu laitteisto haitallisten kaasujen biopesemiseksi johtamalla jätekaasu kahdella perättäisellä pohjalla olevan mikrobisuspension läpi. Kaasu johdetaan suspensioon rakojen tai reikien läpi ja haitalliset, nesteeseen liukenevat kaasut hajoavat mikrobitoiminnan johdosta joko välittömästi, tai erillisessä reaktiotilassa. Laite soveltuu hakijansa mukaan (VDI Berichte 735, s. 103) ainoastaan helposti liukeneville kaasuille, joiden Henry-vakio on < 1.

Alalla on siten edelleen tarve saada käyttöön yksinkertainen ja varmasti toimiva ratkaisu, jolla niukkaliukoiset kaasut, kuten rikkihiili, rikkivety, dimetyylisulfidi, styreeni, jne. voidaan poistaa näitä aineita sisältävistä kaasuista. Käytettävän laitteiston tulisi olla yksinkertainen ja varma, mahdollisimman vähän toimenpiteitä vaativa.

Keksinnön tarkoituksena on siten esittää yksinkertainen ja toimiva menetelmä niukkaliu-koisten kaasujen poistamiseksi kaasuista.

Keksinnön erityisenä tarkoituksena on esittää menetelmä rikkipitoisten kaasujen, kuten rikkihiilen ja/tai rikkivedyn puhdistamiseksi jätekaasuista.

Keksinnön tarkoituksena on myös esittää laitteisto niukkaliukoisten kaasujen poistamiseksi kaasusta. Keksinnön mukainen laitteisto on yksinkertainen ja tehokas, ja siten suhteellisen pienikokoinen.

Keksinnön tarkoituksena on myös esittää menetelmässä ja laitteistossa erityisen hyvin toimi-. va rikkihiiltä ja/tai rikkivetyä hajottava uusi Thiobacillus -sukuun kuuluva mikro-organismi.

Keksinnön tarkemmat piirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista. ' 9431 6 4

Siten keksinnön kohteena on menetelmä niukkaliukoisten rikkipitoisten kaasumaisten aineiden puhdistamiseksi kaasusta saattamalla kaasu kosketukseen näitä rikkipitoisia aineita hajottavien mikro-organismien avulla. Menetelmälle on tunnusomaista, että yhtä tai useampaa niukkallukoista rikkipitoista ainetta sisältävä kaasu johdetaan mainittua ainetta hajottavia mikro-organismeja sisältävän mikrobisuspension nestepinnan alle kaasukupliksi hajotettuna siten, että mikro-organismit hajottavat ainakin osan mainitusta rikkipitoisesta aineesta kuplien noustessa kohti suspension pintaa. Tarpeen vaatiessa suspension pinnalle noussut kaasu johdetaan toiseen samanlaiseen tai erilaiseen biohajotusvaiheeseen.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä muiden niukkaliukoisten kaasumaisten aineiden puhdistamiseksi kaasusta. Menetelmälle on tunnusomaista, että mainittua niukkaliukoista kaasumaista ainetta sisältävä kaasu johdetaan ko. ainetta hajottavia mikro-organismeja sisältävän mikrobisuspension nestepinnan alle niin pieniksi kupliksi hajotettuna, että mikro-organismit kykenevät kuplien muodostamalla suurella pinnalla hajottamaan ainakin osan ko. kaasumaisesta aineesta kuplien noustessa kohti suspension pintaa. Tarpeen vaatiessa suspension pinnalle noussut kaasu johdetaan toiseen samanlaiseen tai erilaiseen biohajotusvaiheeseen.

Kaasu johdetaan edullisesti mikrobisuspension pinnan alle kaasunkuplitusvälineen läpi, jonka aukon koko on noin 10 μπι - 2 mm. Aukko voi tietyissä tilanteissa olla myös suurempi, esimerkiksi mikäli hajottava mikro-organismi on erityisen tehokas. Teollisessa käytössä hyvin pienten reikien käyttäminen saattaa aiheuttaa liian suuria painehäviöitä, ja pienet rei'ät saattavat tukkeutua mikrobikasvuston johdosta.

" Kaasunsyöttöaukkojen muoto ei ole erityisen kriittinen. Tarkoituksena on vain saada aikaan mahdollisimman suuri aktiivinen pinta mikrobien hajotustoimintaa varten. Paras hajotusvaikutus saavutetaan käyttämällä huokoista kaasunjakovälinettä, jonka huokoskoko on noin 100-500 μιη.

Menetelmässä käytettävä mikro-organismi on edullisesti aerobisesti toimiva organismi ja • puhdistettava kaasu happipitoista kaasua, kuten teollisuuden ilmasekoitteista jätekaasua.

Kaasu johdetaan edullisimmin suspensioon lukuisten pienten aukkojen läpi, jolloin suspensioon muodostuu pieniä kuplia, joiden pinnalla hajotusreaktio voi tapahtua. Mitä pienempiä kaasukuplat ovat, sitä tehokkaammmin suspensiossa olevat mikrobit pääsevät hajottamaan kaasumaista ainetta, vaikka aine ei liukenekaan nesteeseen. Tämä on sinänsä yllättä-. . vä havainto, sillä tekniikan tason perusteella alan ammattimiehet olettivat, että kaasun on ·· liuettava nesteeseen, jotta hajotus voisi tapahtua nesteessä.

9431 6 5

Keksinnön puitteissa todettiin kuitenkin yllättäen, että useimmille niukkaliukoisillekin kaasuille löytyy mikro-organismeja, jotka kykenevät hajottamaan niukkaliukoisen kaasun sen kupliessa mikrobisuspension läpi. Sopiva hajottava mikrobi saadaan selville tunnettujen tai tuntemattomien, ko. kaasua sietävien mikro-organismien joukosta antamalla ko. kaasun kuplia tällaista mikro-organismia tai mikro-organismeja sisältävän suspension läpi. Kuten edellä todettiin, tällaisia mikro-organismeja löytyy yleensä useitakin kohteista, missä ko. kaasua normaalisti on ympäristössä. Kaasun hajoamista suspensiossa voidaan seurata joko ulostulevan kaasun koostumusta seuraamalla tai tarkkailemalla muodostuuko suspensioon hajoamista osoittavia reaktiotuotteita.

Mikäli keksinnön mukaisessa menetelmässä suspension pinnalle noussut kaasu sisältää edelleen liian suuren määrän hajotettavaa kaasua, kaasu johdetaan välittömästi toiseen vastaavanlaiseen mikrobisuspensioon. Vaihtoehtoisesti se johdetaan toisenlaiseen biohajo-tusvaiheeseen, kuten bioreaktoriin tai biosuodattimeen, jonka täyteaineeseen on immobili-soitu ko. kaasua hajottavia mikro-organismeja.

Kaasun kupliessa mikrobisuspension läpi se kostuu olennaisen täydellisesti, eli noin 100 prosenttisesti. Tämä kostuminen on erityisen edullista, mikäli toisena biohajotusvaiheena on biosuodatin, kuten turve- tai kompostisuodatin, koska kostunut kaasu saa aikaan erittäin edullisen ja tasaisen suodatinmateriaalin kostumisen, mikä johdosta suodattimen toimintakyky paranee huomattavasti. Tasaisen kostutuksen johdosta suodatin pysyy tasaisen kosteana, eikä siihen muodostu biosuodattimien toiminnalle haitallisia kuivia ja siten toimimattomia alueita. Tämä on eräs keksinnön mukaisen menetelmän olennainen lisäetu.

On lisäksi havaittu, että kaasun kostutus on eduksi myös silloin, kun toisena biohajotusvaiheena on täytekappaleilla täytetty bioreaktori, eli "trickling filter" suodatin. Kaasun kosteus vähentää mikrobisuspension kierrätystarvetta. Bioreaktorin huipulle ei siten tarvitse lisätä yhtä paljon nestettä kuin jos kaasu on kuivaa. Näin suspension syöttö voidaan mitoittaa esimerkiksi sen mukaan, kuinka paljon väli- tai lopputuotteena syntyviä yhdisteitä on tarpeen huuhdella pois reaktorista, jne.

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa saadaan aikaan kaksivaiheinen biohajotus, jonka ensimmäisessä vaiheessa nestesuspensiossa olevat mikrobit hajottavat suspension läpi vir-taavassa kaasussa olevia rikkipitoisia kaasumaisia aineita. Toisessa vaiheessa esipuhdistettu kaasu johdetaan kosketukseen immobilisoitujen mikro-organismien kanssa kaasussa vielä . . olevien rikkipitoisten kaasumaisten aineiden lopulliseksi hajottamiseksi.

6 9431 6

Keksinnön mukaan on edullista säätää rikkipitoisia aineita hajottavan mikrobisuspension pH arvoon, joka on sopiva menetelmässä käytettyjen mikro-organismien toiminnalle. Koska reaktiossa muodostuu rikkihappoa, on edullista neutraloida muodostunut sulfaatti emäksellä. Sopivasti neutralointiin käytetään esimerkiksi Ca(OH)2:ta, jolloin muodostuva niukkaliukoinen kalsiumsulfaatti voidaan helposti poistaa järjestelmästä.

Keksinnön kohteena on myös laitteisto niukkaliukoisten kaasumaisten aineiden puhdistamiseksi kaasuista näitä niukkaliukoisia aineita hajottavien mikro-organismien avulla. Keksinnön mukainen laitteisto käsittää mikrobisuspensiokammion, jonka nesteentäyttörajan alle ulottuu puhdistettavan kaasun syöttöputki. Laitteistossa on myös vähintään yksi kammion välittömään yhteyteen sovitettu bioreaktori, jonka täyteaineeseen on immobilisoitu niukka-liukoista ainetta hajottavia mikro-organismeja.

Kaasunsyöttöputki päättyy edullisesti rei'ällisiin putkiin tai sintteriputkiin kaasun jakamiseksi pieniksi kupliksi suspensiokammion nesteentäyttörajan alle. Sintterin huokosten koko on edullisesti noin 10-500 μΐη, edullisemmin noin 100-200 ^m.

Keksinnön mukaisena immob il iso ituna mikro-organismina voidaan käyttää mitä tahansa mikro-organismia, joka kykenee hajottamaan niukkaliukoisen kaasumaisen komponentin keksinnön mukaisen menetelmän olosuhteissa. Esimerkiksi rikkihiiltä ja/tai rikkivetyä hajottavia mikro-organismeja ovat eräät Thiobacillus -sukuun kuuluvat mikro-organismit. Erilaisia tällaisia mikro-organismeja on kuvattu tekniikan tasoa edustavissa julkaisuissa. Mikro-organismien kantakokoelmista saatavista hajottavista mikro-organismeista voidaan mainita esimerkiksi Thiobacillus thiooxidans ja Thiobacillus ferrooxidans. Lisäksi keksinnön mukaan toimivia mikro-organismeja voidaan eristää luonnosta alalla sinänsä tunnetuilla menetelmillä.

Keksinnön mukaan on kuitenkin yllättäen eristetty mikro-organismiviljelmä, joka on erityisen tehokas rikkihiilen ja rikkivedyn hajottamisessa ja joka toimii erityisen hyvin nimenomaan keksinnön mukaisen menetelmän olosuhteissa. Erityisesti ko. mikro-organismi pystyy tehokkaasti hapettamaan rikkihiiltä ja rikkivetyä sekä mikrobisuspensiossa että suodattimen täyteaineeseen immobilisoituna.

Keksinnön mukainen uusi mikro-organismi on ensimmäistä kertaa havaittu nyt esitetyn keksinnön yhteydessä. Se on eristetty luonnossa esiintyvän mikrobipopulaation joukosta ja . saatettu keksinnön mukaan ensimmäistä kertaa teollisesti käyttökelpoiseen muotoon.

7 94316

Keksinnön mukaiselle mikro-organismille on annettu nimi Thiobacillus sp. TJ330 ja se on talletettu 15.02.1994 Budapestin sopimuksen mukaisesti talletuslaitokseen Deutsche Samm-lung von Mikro-organismen numerolla DSM 8985.

Keksinnön mukaisella mikro-organismilla on rikkihiiltä ja rikkivetyä sisältävästä kaasusta hajotettu jopa 5600 mg/m^ CS2 ja 2160 mg/m^ H2S.

Seuraavassa keksintö selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista edullista laitteistoa kaasujen puhdistamiseksi,

Kuvio 2 esittää erään keksinnön mukaisen vaihtoehtoisen laitteiston.

Kuviot 3 - 4 esittävät graafisesti rikkihiilen ja rikkivedyn hajoamista keksinnön mukaisella edullisella mikro-organismilla.

Kuvion 1 mukaisessa laitteistossa numerolla 10 on merkitty bioreaktori, jonka keskiosassa on kiinteät täytekappaleet 12. Täytekappaleisiin 12 on immobilisoitu rikkivetyä ja rikkihiiltä hajottavia mikro-organismeja. Täytekappaleet 12 on asetettu bioreaktorin 10 rei'ällisen välipohjan 14 varaan. Välipohjan 14 alla bioreaktorissa 10 on suspensiokammio 16, joka sisältää hajottavien mikro-organismien veteen tehdyn mikrobisuspension. Bioreaktorin 10 yläpäässä olevasta kaasutilasta 18 johtaa puhdistetun kaasun poistoputki 20.

Bioreaktorin 10 alapäässä olevaan suspensiokammioon 16, nestepinnan 22 alapuolelle johtaa kaasun syöttöputki 24. Keksinnön erityisen edullisen suoritusmuodon mukaan kaasun syöttöputki 24 päättyy sintteriputkeen 26, jonka läpi puhdistettava kaasu johdetaan mikrobisuspensioon hienojakoisena pieninä kuplina. Esitetyssä suoritusmuodossa sintterin huokoskoko on noin 160-200 μΐη.

·· Suspensiokammion 16 alaosasta johtaa suspension kierrätysputki 28 erilliseen sekoitus-altaaseen 30. Sekoitusaltaaseen 30 on yhdistetty kalsiumhydroksidin syöttöputki 32 sekä pH-mittari 34. Altaassa 30 on myös suspension sekoitin 36. Sekoitusallas 30 on esitetyssä suoritusmuodossa putken 38 kautta yhteydessä selkeytysaltaaseen 40, jonka pohjasta johtaa sulfaatin poistoputki 42. Vaihtoehtoisesti kalsiumsulfaatti voidaan poistaa sekoitusaltaan 30 . . pohjalta. Selkeytysaltaan 40 yläosasta johtaa putki 44 suspensiosäiliöön 46.

9431 6 8

Suspensiosäiliöstä 46 putki 48 vie pumppuun 50 käsitellyn mikrobisuspension palauttamiseksi reaktoriin 10 putken 52 kautta. Esitetyssä suoritusmuodossa käsitelty mikrobisuspen-sio johdetaan johdon 52 kautta bioreaktorin 10 yläosaan 18, josta se sadettimien 54 avulla jaetaan tasaisesti bioreaktorin 10 täytekappaleiden 12 päälle.

Bioreaktorin täytekappaleina 12 voidaan käyttää mitä tahansa kaupallisia täytekappaleita, jotka soveltuvat käytettävien mikro-organismien kantajiksi ja jotka sietävät reaktion aikana vallitsevat happamat olosuhteet. Lasihelmet muodostavat käyttökelpoisen ratkaisun, sillä niiden pinnalta muodostunut sulfaatti helposti huuhtoutuu pois. Toisaalta suuremman pinta-alan omaavat täytekappaleet, jollaisia on useita kaupallisesti saatavia malleja, ovat usean mikrobikasvun kannalta edullisempia ja parantavat kaasun ja mikro-organismin välistä kosketusaikaa.

Laitteistoon kuuluu edullisesti lämmitin (ei näytetty), joka voidaan järjestää mihin tahansa järjestelmän osaan, kuitenkin edullisesti suspensiokammioon 16 ja/tai suspensiosäiliöön 46. Suspension kierrätysjärjestelmään liittyy edullisesti ravinneliuoksen syöttöjärjestelmä. Ravinteet, kuten typpi, fosfori, vitamiinit, voidaan syöttää mihin tahansa kierrätysjärjestelmän kohtaan, edullisesti kuitenkin suspensiokammioon 16, sekoitusaltaaseen 30 tai suspensiosäiliöön 46.

Laitteistoa käytettäessä suspensiokammio 16 täytetään esimerkiksi rikkihiiltä ja/tai rikki-vetyä hajottavien mikro-organismien liuoksella. Olosuhteet säädetään siten, että kammiossa saadaan mikro-organismeille suotuisa elinympäristö lämpötilan, pH:n ja ravinteiden suhteen. Mikrobisuspensiolla täytettyyn suspensiokammioon 16 johdetaan rikkihiiltä ja/tai ·· rikkivetyä sisältävää jätekaasua siten, että kaasu jakaantuu hienoiksi kupliksi sintteriputken 26 läpi. Mikrobisuspensiossa olevat mikro-organismit pystyvät näin hajottamaan kaasussa olevia rikkiyhdisteitä, kaasun pienten kuplien tarjotessa mikro-organismeille suuren pinta-alan ja happipitoisen elinympäristön.

Mikrobisuspensiossa kostuneet kaasukuplat nousevat suspension läpi sen pinnalle 22, mistä . kaasu jatkaa rei'ällisen välipohjan 14 läpi täytekappalereaktoriin 10, joka toimii niinkutsut- tuna "trickling filter" -suodattimena. Ylösvirtaavan kaasun suhteen vastavirtaan valuu täyte-kappaleiden välistä mikrobisuspensiota siten, että mikrobit immobilisoituvat täytekappaleiden 12 pinnoille. Kaasun virratessa bioreaktorin läpi immobilisoidut mikro-organismit hajottavat kaasusta rikkihiilen ja rikkivedyn olennaisesti hiilidioksidiksi ja rikkihapoksi. Hiilidioksidi purkautuu poistuvan kaasun mukana bioreaktorin yläpäästä ja rikkihappo vuorostaan valuu mikrobisuspension mukana suspensiokammioon 16. Ylimääräinen sulfaat- 9 94316 ti poistetaan järjestelmästä saostamalla se kalsiumhydroksidilla sekoitusaltaassa 30. Samalla pH säädetään mikrobien kannalta edulliselle alueelle. Keksinnön mukaiselle mikro-organismille Thiobacillus Sp. TJ330 DSM 8985 pH-alue noin 1,5 ± 0,5 on sopiva.

Kaasun viipymäaika reaktorissa säädetään samoin käytetyn mikro-organismin kannalta suotuisalle alueelle. Sopiva aika voidaan määrittää esimerkiksi seuraamalla poistoputkesta purkautuvan kaasun päästömääriä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja kuvion 1 mukaisessa laboratoriomittakaavaisessa laitteistossa sopivaksi viipymäajaksi on todettu 0,5-10 minuuttia, edullisesti noin 2 minuuttia. Viipymäajan laskiessa alle 0,5 minuuttia biohajo-tuksen tulos laskee merkittävästi (viipymä laskettu tyhjän reaktorin tilavuuden perusteella).

Kuvion 2 mukaisessa laitteistossa on esitetty kaksi sarjassa olevaa täyteaineella 13 täytettyä bioreaktoria 10' ja 10". Kaasuputki 15 yhdistää ensimmäisen reaktorin 10' alapään toisen reaktorin 10" yläpäähän. Reaktorin 10’ läheisyydessä on suspensiokammio 16, johon johtaa sintteriputkeen 26 päättyvä kaasunsyöttöputki 24. Bioreaktorien 10', 10" yläpäihin johtaa nesteensyöttöputket 51 ja niiden alapäissä on nesteen poistoputket 29. Toisen reaktorin 10" alaosasta johtaa puhdistetun kaasun poistoputki 20.

Kuvion 2 mukaisessa laitteistossa bioreaktorin täyteaineena on suodatinmateriaali, kuten turve, komposti, puun kuorirouhe tai vastaava. Keksinnön mukaan suodatinmateriaalina käytetään erityisen edullisesti turvetta ja edullisimmin turvesekoitusta, jossa on suuri osuus tupasvillaa, jolloin suodattimen kesto on erityisen hyvä.

Täyteaineeseen on immobilisoitu esimerkiksi rikkivetyä ja/tai rikkihiiltä hajottavia mikro-organismeja. Suspensiokammiossa 16 on edellä kuvion 1 yhteydessä esitetyn kaltaista mikrobisuspensiota, joka kuitenkin kuvion 2 mukaisessa ratkaisussa voi sisältää toista mikrobikantaa kuin reaktorit 10', 10". Edullisessa tapauksessa suspensiokammiossa ja reaktoreissa on kuitenkin samaa, keksinnön mukaista edullista mikro-organismia.

Laitteistoa käytettäessä puhdistettava kaasu johdetaan mahdollisesti kompressorin kautta ·· suspensiokammion 16 nestepinnan alapuolelle. Kaasu jakaantuu mikrobisuspensioon, nousee pieninä kuplina sen pinnalle ja johdetaan sitten putken 17 kautta ensimmäisen bioreaktorin 10’ yläpäähän. Kaasu virtaa tässä suoritusmuodossa down flow -periaatteella alaspäin täyteaineen läpi. Suspensiokammiossa 16 esikäsitelty ja kauttaaltaan kostutettu kaasu tuo siten bioreaktoriin suurimman osan sen tarvitsemasta kosteudesta.

. · · 9431 6 10

Bioreaktorin yläpäähän johtaa edullisesti kuitenkin myös nesteen syöttöputket 51, joiden kautta täyteaineen päälle voidaan suihkuttaa nestettä. Neste voi olla joko puhdasta vettä, PH:n säätämiseksi tarkoitettua alkalista nestettä tai laimeata mikrobisuspensiota. Nesteeseen voidaan myös tarvittaessa sekoittaa mikrobien toiminnan kannalta tarpeellisia ravinteita, kuten fosfaattia, kaliumia, ammoniumia ja/tai vitamiineja. On kuitenkin todettu, että suodatinmateriaalin ollessa orgaanista alkuperää, kuten turvetta, ravinteiden lisääminen ei ole kriittistä.

Bioreaktorin läpi valunut sulfaattipitoinen neste voidaan poistaa järjestelmästä tai kierrättää kuvion 1 kaltaisessa suspension kierrätysjärjestelmässä.

Bioreaktorista 10' osittain tai kokonaan puhdistunut kaasu johdetaan jälkipuhdistukseen bioreaktoriin 10", jonka toiminta vastaa bioreaktorin 10' toimintaa. Bioreaktorista 10" puhdistettu kaasu poistetaan johdon 20 kautta ja reaktorin läpi mahdollisesti valunut neste poistetaan tai kierrätetään edellä esitetyllä tavalla. Kaasun kokonaisviipymäaika laitteistossa vaihtelee reaktorin koon ja kaasun saastepitoisuuden mukaan alueella 0,5-10 min, sen ollessa edullisesti noin 1-5 min (viipymä laskettu täytetyn reaktorin tilavuuden perusteella).

Keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa suoritusmuodossa rikkihiiltä ja/tai rikkivetyä puhdistetaan tällaista rikkipitoista niukkaliukoista kaasukomponenttia sisältävästä jätekaa-susta. Hajottavana mikro-organismina voidaan käyttää esimerkiksi alan kirjallisuudessa mainittuja rikkihiilen ja/tai rikkivedyn hapettajia. Näistä useat kuuluvat Thiobacillus -sukuun, ja erityisesti rikkihiilen hapettajina tunnetaan Thiobacillus thiooxidans ja Thiobacil-/ lus thioparus. jotka hapettavat rikin sulfaatiksi neutraalilla pH-alueella.

Keksinnön mukainen uusi Thiobacillus sp. TJ330 DSM 8985 löydettiin keksintöön johtaneen työn yhteydessä turvesuodattimesta. Seuraavassa on esitetty tämän rikkihiiltä hapettavan mikro-organismin ominaisuuksia: 11 9431 6

Kyseessä on sauvamainen rikinhapetuksella energiansa hankkiva solu, joka kasvaa <55°C. Valomikroskoopilla ei havaita solunsisäistä rikinmuodostusta. Kyseessä on selvästi Thiobacillus (Bergey's manual s. 1836-1837).

Keksintöä havainnollistetaan seuraavassa suoritusesimerkeillä, joita ei kuitenkaan ole tarkoitettu millään tavalla keksintöä rajoittaviksi.

Esimerkki 1

Rikkihiiltä hapettavan mikrobin rikastus

Rikkihiilen suodatuskokeissa käytetystä turvesuodatinmateriaalista eristettiin rikkihiiltä hapettavia mikrobeja kuormittamalla altistettua materiaalia ravinneliuoksessa edelleen rikki-hiilellä. Turvemateriaalista otettiin näytteet (1 g), jotka siirrettiin kahteen ravinneliuosta sisältävään kaasunpesupulloon (100 ml ja 50 ml). Molemmilla rikastusviljelmillä oli kont-rollipullot, joihin turvetta ei siirrostettu.

Rikastusviljelmäpulloista tutkittiin pH ja sulfaattipitoisuus kokeen alussa ja jatkossa viikon välein. Nesteen haihtumista seurattiin punnitsemalla pulloja.

Kun sulfaatin määrä oli noin kymmenkertainen lähtötilanteeseen verrattuna, otettiin rikas-tusviljelmästä 5 % siirros uuteen ravinneliuokseen. Uusissa siirroksissa orgaanisen aineen määrä väheni ja lopulta kasvuliuos sisälsi pelkästään epäorgaanisia suoloja ja mikro-organismeja, jotka saivat tarvitsemansa energian rikkihiiltä hapettamalla. Mikro-organismille annettiin nimi Thiobacillus sp. TJ330.

Rikkihiilen hapetuksen välituotteena syntyvä rikki värjäsi liuoksen keltaiseksi ja rikkihiili-kuormituksen loputtua mikrobit alkoivat hapettaa rikkiä sulfaatiksi. Rikkihiilen hapetuksen välituotteena syntyi myös rikkivetyä, jonka muodostuminen havaittiin jo rikastusviljelmis-sä, sekä jonkin verran karbonyylisulfidia.

* Esimerkki 2

Dimetyylisulfidia hapettavan mikrobin eristäminen

Turvesuodatinmateriaali kalkittiin ja ympättiin selluloosatehtaan (Kuusankoski, Suomi) aktiivilietteellä. Suodatuskokeissa havaittiin dimetyylisulfidin reduktio heti kokeen alusta. Ajan mittaan DMS reduktio nousi lähes 100 prosenttiin.

» 9431 6 12

Suodatinmateriaalista otettiin rikastusviljelmät kaasunpesupulloihin samalla tavalla kuin Esimerkissä 1 rikkihiilen hapettajaa eristettäessä. Tuloksena saatiin dimetyylisulfidia hapettava mikrobisuspensio. Mikro-organismeja ei ole tunnistettu.

Vastaavalla tavalla eristettiin kaasunpesupullossa rikkivetyä hajottava mikrobikanta ja samalla tavalla voidaan eristää muita niukkaliukoisia kaasuja hajottavia mikro-organismeja. Mikäli mikro-organismi kykenee hajottamaan ko. kaasumaista komponenttia kaasunpesupullossa tai fermentorissa, sitä voidaan tuloksekkaasti käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä.

Kulloinkin eristetylle mikro-organismille määritetään mikrobiologiassa yleisesti tunnetuin menetelmin sen edullinen pH-alue, tarpeelliset ravinteet, jne. Keksinnön mukaisessa laboratoriokoon laitteessa voidaan lisäksi määritellä mikro-organismin kohtuullisen hajotuksen vaatima viipymä mikrobisuspensiossa ja bioreaktorissa.

Esimerkki 3

Rikkihiilen hapetus turvesuodattimella

Rikkihiilen suodatuskokeita varten rakennettiin kaksi turvesuodatinta, halkaisija noin 10 cm, turvepatsas 20-30 cm, jotka kytkettiin sarjaan. Turvemateriaali oli Vapo Oy:n myymää Filter Peat tuotetta, joka sisältää noin 50 % tupasvillaa. Biosuodattimiin siirrostettiin rikkihiiltä hapettava mikrobikanta Thiobacillus sp. TJ 330 DSM 8985.

Suodattimia kuormitettiin ilmaan sekoitetulla rikkihiilellä. Kaasun viipymäaika suodattimes-sa vaihteli välillä 50 s - 1 min 30 s.

Suodatin 1. Suodatin 2.

tilavuus 1,61 2,4 1 kuiva-aine 0,1kg 0,17 kg viipymäaika 50 s- 1 min 36 s 1 min 12 s - 2 min 24 s pitoisuudet CS2 < 840 mg/m^ S 110-300 mg/m^ reduktiot CS2 30-80% S 80-99%

Rikkikuormitus n. 700 mg-S/kuiva-aine kg h eli 30 g-S/suodatin m^ h.

* Rikkiyhdisteiden pitoisuudet analysoitiin kannettavalla kaasukromatografilla (AID-malli 511-19), joka oli varustettu liekkifotometrisella detektorilla (FPD, flame photometric detector).

13 9431 6 Tässä kokeessa havaittiin selvästi että rikkihiilen hapetuksessa syntyy välituotteena rikkivetyä. Hapetuksessa syntyy myös karbonyylisulfidia. Näiden kahden välituotteen suhdetta ei kuitenkaan määritetty. Kaasukromatografisessa määrityksessä H2S ja COS piikit menevät päällekkäin. Niiden kokonaisrikkipitoisuus on kuitenkin sama, joten kokonaisrikkireduk-tiossa ei näiden kahden välituotteen suhteella ole merkitystä.

20 vuorokautta kestäneen kokeen lopussa todettiin, että suodatinmateriaaliin oli kertynyt rikkiä ja sulfaattia, jotka heikensivät suodattimien toimintaa.

Kokeen tulokset on esitetty graafisesti kuviossa 3.

Esimerkki 4

Suuret rikkihiilipitoisuudet

Turvesuodatinmateriaali kalkittiin siten, että saatiin pH 4. Molemmat pylväät siirrostettiin rikkihiilen hapettajilla Thiobacillus sp. TJ330 DSM 8985 ennen uusien suodatuskokeiden aloittamista.

Suodatin 1. Suodatin 2.

tilavuus 1,8 1 2,4 1 kuiva-aine 0,11kg 0,17 kg ."pH 4 2-3 viipymäaika 57 s- 154 s 76 s - 206 s pitoisuudet CS2 1470-5900 mg/m3 1-3200 mg/m3 H2S 0-2160 mg/m3 0,3-1500 mg/m3 reduktiot S 31-99% S 7-99% yhteensä 36-99,99% kuormitus 113 g-S/suodatin m3 h

Kokonaisrikkikuormitus vaihteli välillä 78-280 mg-S/h. Kaikkien mittausvuorokausien keskiarvo oli 205 mg-S/h. Vuorokaudessa syötettiin 4,8 g rikkiä ja kuiva-aine painoa kohden laskettuna 1,9 g-S/suodatin ka kg h 113 g-S/suodatin m3 h. Tällainen rikkikuormi- 9431 6 14 tus aiheutti suurien sulfaattimäärien syntymisen ja samalla voimakkaan pH:n laskun suodat-timessa. Suodattimia huuhdeltiin ajoittain, mutta koska huuhtelun jälkeen reduktiot laskivat, suodattimien huuhtelua vähennettiin. Reduktio nousi huuhtelun jälkeen vähitellen, mutta suodattuneen kertynyt sulfaatti laski materiaalin pH: n niin alas että rikin hapettuminen hidastui.

Kahden viikon jälkeen suodatustehokkuus laski selvästi. Kokeen jälkeen puretut suodattimet olivat täynnä rikkiä.

Esimerkki 5 Täytekappalereaktori (trickling filter)

Turvemateriaalilla tehdyissä suodatuskokeissa ongelmana oli sulfaatin ja rikin kertyminen materiaaliin, jolloin suodatustehokkuus heikkeni.

Tätä esimerkkiä varten suunniteltiin Kuvion 2 mukainen täytekappalereaktori, jossa täyte-materiaalina käytettiin lasihelmiä (halkaisija 5 mm). Lasihelmipatsaan korkeus n. 50 cm ja reaktorin halkaisija 5 cm. Reaktorin aktiivisena osana toimi lasihelmien pinnalle muodostunut biofilmi ja Thiobacillus sp. TJ 330 DSM 8985 mikrobisuspensio, jota kierrätettiin reaktorin läpi. Mikrobisuspension pH:n ja ravinteiden kontrollointi oli mahdollista toisin kuin turvesuodattimessa. Ravinteina lisättiin PO4, K, NH3 ja vitamiineja.

Kaasu johdettiin akvaariosintterin (huokoskoko noin 160-200 μ m) läpi noin 7 cm mikrobi-suspension pinnan alle. Mikrobisuspension pH:n kontrollointi tapahtui Ca(OH)2:n avulla sekoitusaltaassa.

Kuviossa 4 näkyvät täytekappalereaktorilla tehtyjen suodatuskokeiden tulokset. Reaktorin kuormitus oli suurimmillaan 73 g-S/ m 3 suodatinmateriaalia h, jolloin reduktio oli 97%.

Seuraavassa taulukossa on esitetty kokeen tuloksia 9431 6 15

SISÄÄN ULOS

vrk virtaus CS2 S H2 S + COS CS2 S Reduktio Viipymä _1/min ppm mcr/m3_ppm ppm ma/m3_%_min 10 3000 7837,20 200 210 809,92 89,67 13 1800 4702,32 5 2 11,76 99,75 19 0,04 1200 3134,88 0,4 0,2 1,05 99,97 9,75 34 0,20 800 2089,92 0,2 0,11 0,51 99,98 1,95 35 0,50 900 2351,16 22 14 65,32 97,22 0,78 38 0,50 600 1567,44 0,2 0,1 0,52 99,97 0,78 46 0,41 350 914,34 0,2 0,2 0,78 99,91 0,95 48 0,60 330 862,09 7,3 5,3 23,38 97,29 0,65

Kokeessa saavutettiin miltei täydellinen rikkihiilen hapettuminen käyttämällä yhdistelmänä täytekappalereaktoria ja kuplitusta mikrobisuspensioon lyhyellä viipymällä. Syntynyt sulfaatti saatiin hallitusti poistetuksi järjestelmästä, eikä se siten häirinnyt laitteiston jatkuvaa käyttöä.

Esimerkki 6

Rikkihiilen hapetus pelkässä täytekappalereaktorissa ja pelkässä suspensiossa

Esimerkin 5 mukaisen laitteiston osien merkityksen selvittämiseksi mikrobisuspensio kytkettiin järjestelmästä pois ja kaasu johdettiin pelkkään kosteaan täytekappalereaktoriin. Kuormituksen ollessa 1600 ppm CS2, reduktio laski jyrkästi pelkkään 36 %:iin.

·’ Vastaavasti täytekappalereaktori kytkettiin pois järjestelmästä ja kaasu johdettiin pelkkään mikrobisuspensioon. Vaikka kuormitus nostettiin arvoon 3000 ppm CS2 reduktio pelkässä mikrobisuspensiossa oli noin 76 %.

Kokeen perusteella on selvää, että rikkihiilen biohajotus onnistuu yllättävän hyvin pelkässä mikrobisuspensiossa.

16 9431 6

Esimerkki 7

Dimetyylisulfidin hapetus mikrobisuspensiossa ja turvesuodattimessa

Esimerkin 2 mukaisesti eristettyä mikro-organismia (tunnistamaton) siirrostettiin mikrobi-suspensioon ja turvesuodattimeen. DMS-pitoinen kaasu johdettiin keraamisen akvaariosint-terin (huokoskoko noin 160-200 μπι) läpi noin 10 cm mikrobisuspension pinnan alle. Pinnalle noussut kostea kaasu johdettiin välittömästi turvesuodattimen yläpäähän. Alkuvaikeuksien jälkeen reduktio lähti hyvin käyntiin. Mikrobisuspensiossa reduktio oli noin 20 % ja turvesuodattimessa dimetyylisulfidista hajosi miltei täydellisesti loput 80 %.

Näin ollen myös dimetyylisulfidin hajotus mikrobisuspensiossa onnistuu keksinnön mukaisella menetelmällä.

Esimerkki 8

Rikkihiilen hapetus mikrobisuspensiossa ja sitä seuraavassa toisessa biohajotusvaiheessa a) täytekappalereaktori

Kokeessa käytettiin Kuvion 1 mukaista laitteistoa, johon siirrostettiin Esimerkin 1 mukaista mikro-organismia. Mikrobisuspensiossa nestepatsaan korkeus sintterin yläpuolella oli 10 cm. Aktivoitumisajan jälkeen suoritetussa kokeessa laitteistoon johdettiin 200-600 ml/min rikkihiiltä sisältävää kaasua, jonka pitoisuus vaihteli välillä 330-1300 ppm. Reduktio oli 76-99,9 %.

b) mikrobisuspensio

Kokeessa käytettiin kahta sarjaan kytkettyä mikrobisuspensioreaktoria, joihin molempiin kuplitettiin kaasua akvaariosintterin läpi (huokoskoko 160-200 μω). Ensimmäisessä reaktorissa nestepatsaan korkeus sintterin yläpuolella oli 20 cm, toisessa 10 cm. Nestettä ei kierrätetty. Laitteistoon johdettiin rikkihiilipitoista kaasua 400-500 ml/min.

Ensimmäiseen reaktoriin johdettiin kaasua, jonka rikkihiilipitoisuus oli 780-960 ppm. Ulostulevassa kaasussa pitoisuus oli 11-55 ppm, joten ensimmäisen reaktoirn reduktio oli 76-83 %. Kaasu johdettiin sitten toiseen reaktoriin, jossa reduktio oli samaa suuruusluokkaa kuin ensimmäisessä reaktorissa, eli 59-84 %. Laitteiston kokonaisreduktio oli 92-98 %.

0 9431 6 17

Edellä esitetyistä esimerkeistä ilmenee, että niukkaliukoisten kaasujen biohajotus mikrobi-suspensiossa yllättäen toimii erittäin hyvin keksinnön mukaisella menetelmällä. Mikrobisus-pensiossa olosuhteiden säätäminen on erityisen helppoa ja mikrobisuspensiolla kaasun saastepitoisuutta voidaan tuntuvasti ja nopeasti alentaa siten, että tämän jälkeen asennettu toinen biohajotus vaihe voi puhdistaa kaasusta loput saasteesta. Esimerkiksi turvesuodattimen yhteydessä todetut ongelmat silloin, kun rikkihiilipitoisuus on korkea, väistyvät mikäli keksinnön mukaisella menetelmällä saastepitoisuutta alennetaan esipuhdistamalla kaasu mikrobisuspensiossa ennen kaasun johtamista turvesuodattimeen.

Edelleä keksintöä on havainnollistettu lähinnä esittämällä rikkihiilen ja rikkivedyn hapettamista keksinnön mukaisella edullisella mikro-organismilla. Alan ammattimiehelle on kuitenkin selvää, että rikkihiilen ja rikkivedyn hapetukseen voidaan käyttää myös muita tunnettuja tai erikseen tarpeen mukaan eristettyjä mikro-organismeja, joilla on kyky hajottaa tämä niukkaliukoinen saaste mikrobisuspensiossa. Vastaavalla tavalla muille niukkaliukoi-sille kaasuille voidaan edellä esitetyllä tavalla eristää luonnosta tai hankkia kaupallisesti mikro-organismeja, joiden avulla kaasun esipuhdistus mikrobisuspensiossa onnistuu. Näin kaasun saastepitoisuus saadaan mikrobisuspensiossa alennetuksi joko riittävästi tai sellaiselle tasolle, että sitä seuraavassa bioreaktorissa saasteen pitoisuus laskee riittävän alhaiselle tasolle.

Claims (24)

94316

1. Menetelmä niukkaliukoisten kaasumaisten aineiden puhdistamiseksi kaasusta saattamalla kaasu kosketukseen näitä niukkaliukoisia kaasumaisia aineita hajottavien mikro-organismien kanssa, tunnettu siitä, että mainittua niukkaliukoista kaasumaista ainetta sisältävä kaasu johdetaan mainittua ainetta hajottavia mikro-organismeja sisältävään mikrobi-suspensioon jakaen se nestepinnan alle pieniksi kupliksi siten, että mikro-organismit kykenevät kuplien muodostamalla suhteellisen suurella pinnalla hajottamaan niukkaliukoista kaasumaista ainetta, ja tarpeen vaatiessa suspension pinnalle noussut kaasu johdetaan toiseen samanlaiseen tai erilaiseen biohajotusvaiheeseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu johdetaan mikrobisuspensioon lukuisia pieniä aukkoja käsittävän kaasunkuplitusvälineen läpi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aukkojen koko on noin 10 μπι - 2 mm, edullisesti noin 100 - 500 μιη.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikrobisuspension pinnalle noussut kaasu johdetaan välittömästi toiseen mikrobisuspensioon taikka bioreaktoriin tai biosuodattimeen, jonka täyteaineeseen on immobilisoitu ko. kaasumaista ainetta hajottavia mikro-organismeja.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisena biohajotus-vaiheena käytetään trickling filter -suodatinta, jonka alapäähän johdetaan mikrobisuspension pinnalle noussut kaasu ja jonka yläpäähän johdetaan mikrobisuspensiota.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisena biohajotus-vaiheena käytetään biosuodatinta, jonka täyteaineena on orgaanista ainetta, edullisesti turvetta.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistettava kaasu kostutetaan mikrobisuspensiossa vähintään 95 % kosteuteen, edullisesti 95 - 100 % kosteuteen.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hajotettavana kaasumaisena aineena on rikkihiili, rikkivety, dimetyylisulfidi, styreeni, tolueeni, tai vastaava suspensiossa mikrobiologisesti hajoava niukkaliukoinen kaasu. 9431 6

9. Menetelmä niukkaliukoisten rikkipitoisten kaasumaisten aineiden puhdistamiseksi kaasusta saattamalla kaasu kosketukseen näitä rikkipitoisia aineita hajottavien mikro-organismien kanssa, tunnettu siitä, että mainittua niukkaliukoista rikkipitoista ainetta tai aineita sisältävä kaasu johdetaan mainittua ainetta hajottavia mikro-organismeja sisältävän mikrobisuspension nestepinnan alle kaasukupliksi hajotettuna siten, että mikro-organismit hajottavat ainakin osan mainitusta rikkipitoisesta aineesta kuplien noustessa kohti suspension pintaa, ja että tarpeen vaatiessa suspension pinnalle noussut kaasu johdetaan toiseen samanlaiseen tai erilaiseen biohajotusvaiheeseen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hajottava mikro-organismi on aerobisesti toimiva mikro-organismi ja että puhdistettava kaasu on happipitoi-nen kaasu, kuten ilma, joka johdetaan suspensioon lukuisten pienten aukkojen läpi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aukot ovat läpimitaltaan noin 10 μπι - 2 mm, edullisesti 100 /im - 500 /im.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suspension pinnalle noussut kaasu johdetaan välittömästi toiseen mikrobisuspensioon taikka bioreaktoriin tai biosuodattimeen, jonka täyteaineeseen on immobilisoitu ko. ainetta hajottavia mikro-organismeja.

13. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikrobisuspension pinnalle noussut kaasu johdetaan trickling filter -suodattimen alapäähän ja mikrobi- . suspensiota johdetaan mainitun suodattimen yläpäähän.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 9-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hajotettavana niukkaliukoisena kaasumaisena aineena on rikkihiili ja/tai rikkivety, tai dimetyylisulfidi.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 9-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikrobisuspensio sisältää mikro-organismina Thiobacillus -sukuun kuuluvaa rikkihiiltä ja/tai rikkivetyä energianlähteenään käyttävää mikro-organismia.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikro-organismi on Thiobacillus sp. TJ330 DSM No. 8985. 9431 6

17. Laitteisto niukkaliukoisten kaasumaisten aineiden puhdistamiseksi kaasuista näitä niukkaliukoisia aineita hajottavien mikro-organismien avulla, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää mikrobisuspensiokammion (16), jonka nesteentäyttörajan (22) alle ulottuu puhdistettavan kaasun syöttöpukti (24), sekä vähintään yhden, kammion (16) välittömään yhteyteen sovitetun bioreaktorin (10; 10’, 10”), jonka täyteaineeseen on immobilisoitu niukkaliukoista kaasumaista ainetta hajottavia mikro-organismeja.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kaasunsyöttöputki (24) päättyy rei'ällisiin putkiin tai sintteriputkeen (26) kaasun jakamiseksi pieniksi kupliksi suspensiokammion (16) nesteentäyttörajan (22) alle.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laitteito, tunnettu siitä, että sintteriputken (26) huokosten koko on noin 10 - 500 μπι.

20. Patenttivaatimuksen 18 tai 19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siihen liittyy mikrobisuspension kierrätysjärjestelmä mikrobisuspensiokammiosta (16) ainakin yhden bioreaktorin (10) huipulle.

21. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 17-20 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että bioreaktori on täytekappaleilla (12) täytetty trickling filter (10), tai biosuodatin (10', 10"), jonka täyteaineena on orgaanista ainetta, edullisesti turvetta.

22. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 17-21 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että täyteaineeseen tai -kappaleisiin immobilisoituneet mikro-organismit ovat Thiobacillus -sukuun kuuluvaa rikkihiiltä ja/tai rikkivetyä energianlähteenään käyttävää mikro-organismia.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mikro-organismi on Thiobacillus sp. TJ330 DSM No. 8985.

24. Eristetty ja puhdistettu mikro-organismiviljelmä, joka kykenee hajottamaan niukkaliukoista kaasua mikrobisuspensiossa, tunnettu siitä, että mikro-organismi on Thiobacillus sp. TJ330 DSM No. 8985, joka kykenee hajottamaan rikkihiiltä ja rikkivetyä mikrobisuspension läpi kuplivasta kaasuvirrasta. I: 9431 6