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DD157965A3 - PROCESS FOR ENZYMATIC SLUDGE STABILIZATION - Google Patents

PROCESS FOR ENZYMATIC SLUDGE STABILIZATION Download PDF

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DD157965A3
DD157965A3 DD21832780A DD21832780A DD157965A3 DD 157965 A3 DD157965 A3 DD 157965A3 DD 21832780 A DD21832780 A DD 21832780A DD 21832780 A DD21832780 A DD 21832780A DD 157965 A3 DD157965 A3 DD 157965A3
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DD
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sludge
enzyme
enzymatic
stabilization
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DD21832780A
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Inventor
Klaus Trommler
Werner Riedel
Bringfriede Theis
Original Assignee
Klaus Trommler
Werner Riedel
Bringfriede Theis
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/342Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used characterised by the enzymes used

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur enzymatischen Stabilisierung organischer Schlaemme. Ziel der Erfindung ist es, die Leistungsfaehigkeit der Schlammbehandlungsanlagen bei gleichzeitiger Reduzierung der eingesetzten Enzymmenge wesentlich zu erhoehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Transformation organischer Schlaemme in eine stabilisierte Form zu entwickeln. Erfindungsgemaess werden bei der enzymatischen Schlammstabilisierung unter Verwendung eines natuerlichen, im vorliegenden Falle aus Bacillus subtilis gewonnenen Enzymgemisches, das in Mengen von etwa 3-10mg/l dem Substrat zugesetzt wird, dem Gemisch Komplexone in Mengen von 35-70% der Enzymmenge zugegeben.The invention relates to a method for the enzymatic stabilization of organic Schlaemme. The aim of the invention is to substantially increase the efficiency of the sludge treatment plants while reducing the amount of enzyme used. The invention has for its object to develop a process for the transformation of organic Schlaemme in a stabilized form. According to the invention, enzymatic sludge stabilization using a natural enzyme mixture obtained in the present case from Bacillus subtilis, which is added in amounts of about 3-10 mg / l to the substrate, adds complexones to the mixture in quantities of 35-70% of the enzyme amount.

Description

Verfahren zur enzymatischen SchlammstabilisierungMethod for enzymatic sludge stabilization

Anwendungsgebiet der Erfindung · Die Erfindun'g bezieht sich auf ein Verfahren zur enzymatischem, äclil ammstabil is ierung.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a process for the enzymatic, cyclic stabilization.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur Behandlung organischer Schlämme sind aerobe und anaerobe Verfahren bekannt» Bei den aeroben'Verfahren wird das zu behandelnde Material belüftet, um die nur bei Anwesenheit von Sauerstoff ablaufenden mikrobiellen Abbauprozesse zu gewähr 1 eisten»For the treatment of organic sludges, aerobic and anaerobic processes are known »In the aerobic process, the material to be treated is aerated in order to ensure the microbial degradation processes occurring only in the presence of oxygen.

Die Verweilzeit des abzubauenden Materials beträgt 2,5 bis 7 Tage»The residence time of the material to be mined is 2.5 to 7 days »

33ie anaeroben Verfahren (Faulung) verlaufen in wesentlich längeren Zeiträumen· Sie gehen unter Ausschluß von Sauerstoff vonstatten. Die Verweilzeit beträgt 30 - 70 Tage. Weiterhin ist .ein enz.ymatisch.es Verfahren zur Schlammstabilisierung vorgeschlagen worden (DD-WP 140 244)« Die Schlammstabilisierung erfolgt bei Temperaturen von 25 bis 4O0C5 bei einem pK-Wert von 6 bis' 9 und ei.ner .Behandlungsdauer von 5-10 Ii· Die Abbauprozesse werden durch Enzyme katalysiert und somit stark-beschleunigt. Die Verweildauer .reduziert sich bei gleicher Abbauieistung auf wenige Stunden. l\iun ist es bereits bekannt, schwermetallempfindliche Enzyme bereite bei ihrer Freisetzung aus Mikroorganismen durch Zugabe von Komplexonen zu schützen (Ruttloff et.al.', Industrielle Enzyme, Leipzig 1978, 3. 184)»The anaerobic processes (digestion) take place in much longer periods of time. They proceed in the absence of oxygen. The residence time is 30 - 70 days. Furthermore, an enz.ymatisch.es method for sludge stabilization has been proposed (DD-WP 140 244) "The sludge stabilization is carried out at temperatures of 25 to 4O 0 C 5 at a pK value of 6 to '9 and egg.ner. Treatment time 5-10 Ii · The degradation processes are catalyzed by enzymes and thus strongly-accelerated. The dwell time is reduced to a few hours at the same rate. In addition, it is already known to prepare heavy-metal-sensitive enzymes in their release from microorganisms by addition of complexones (Ruttloff et al., Industrial Enzymes, Leipzig 1978, 3. 184).

Von den_ durch Bac. subtilis produzierten Enzymen sind die Proteasen schwermetallerapf indlich (Kalunjanz, K.A'. , Abhandlung der ADYi der DDR. (1975) 1I5S. 187). Ein Schutz der Metallproteasen durch Komplexon verbietet sich jedoch bereits- deshalb, weil Komplexon seinerseits die enzymatisch^ Aktivität dieser Enzyme hemmt (Ruttloff et. al/, a.a.O. S. 315·). Ein Schutz der außerdem produzierten Serinprotease Subtilisin (Priest, P.G4, Bacteriol.Rev. 41 (1977) ,S. 711) erübrigt sich bereits deswegen, weil diese Protease bei den bei der en- . ' zymatischen Schlammstabilisierung gegebenen pH-Werten nicht wirksam wird. (Ruttloff et.al., a.a.O. Seite 3135 Tab. 5.9a). Im übrigen könnte Komplexon einen entsprechenden Schwermetallschutz schon deswegen nicht übernehmen, weil das in kommunalen Klärschlämmen vorhandene Eisen (Pöpel,F; Thorn,W. Gewässerschutz - V/asser - Abwasser 6 (1972) S. 179 - 193) zugegebenes Komplexon aufgrund seiner größeren Affinität binden würde. (Horst,K. Aquarien - Terrarien 1-5. (1968) 9, S. 309).From the_ through Bac. subtilis-produced enzymes are the proteases schwermetallerapf indlich (Kalunjanz, K.A '., treatise of ADYi of the GDR. (1975) 1I 5 p. 187). However, protection of the metal proteases by complexone is already prohibitive because complexone in turn inhibits the enzymatic activity of these enzymes (Ruttloff et al., Supra, p. A protection of the also produced serine protease subtilisin (Priest, PG 4 , Bacteriol.Rev 41 (1977), p 711) is unnecessary because this protease in the en-. zymatic sludge stabilization given pH levels will not be effective. (Ruttloff et al., Op. Cit. Page 313 5 Tab. 5.9a). Incidentally, Komplexon could not assume the corresponding protection of heavy metals because the iron present in municipal sewage sludge (Pöpel, F; Thorn, W. Wasserschutz - V / asser - Abwasser 6 (1972) pp. 179-193) added complexone due to its larger Affinity would bind. (Horst, K. Aquariums - Terrarium 1-5 (1968) 9, p 309).

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den erhöhten Anfall an Klärschlämmen und V/asserwerksschlämmen durch ein Verfahren zu bewältigen, das sich gegenüber den traditionellen Verfahren durch eine v/esentlich erhöhte Leistungsfähigkeit und gegenüber dem vorgeschlagenen enzymatischen Verfahren durch einen stark verringerten Enzymverbrauch auszeichnet.The object of the invention is to cope with the increased incidence of sewage sludge and water sludge by a process that is characterized by an actually increased efficiency compared to the traditional processes and by a greatly reduced enzyme consumption compared to the proposed enzymatic process.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur enzymatischen Schlammstabilisierung unter Verwendung eines aus Bacillus subtilis gewonnenen Enzymgemisch'es bei stark verringertem Enzymeinsatz zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der enzymatischen Schlammstabilisierung unter Verwendung eines aus Bacillus subti lis gewonnenen cytolytischen Enzymgemisches, das in Mengen von etwa 3-10 mg/1 dem Substrat zugesetzt wird, wobei die Inkubation bei Temperaturen von 10 - 50'' C, einem pH-Wert von etwa 5-8 und einer Dauer von' etwa 0,5 bis 15 h erfolgt und anschließend in Schlamm und eine flüssige Phase getrennt wird, dem Gemisch Komplexone in einer: Menge von etwa 35 - 70 % der Enzymmenge zugesetzt werden.The invention is based on the object to develop a method for enzymatic sludge stabilization using an enzyme mixture obtained from Bacillus subtilis with greatly reduced enzyme use. According to the invention the object is achieved in that in the enzymatic sludge stabilization using a cytolytic enzyme mixture obtained from Bacillus subtilis added in amounts of about 3-10 mg / 1 to the substrate, wherein the incubation at temperatures of 10 - 50 '' C is a pH of about 5-8 and a duration of 'about 0.5 to 15 hours and then separated into sludge and a liquid phase, the mixture Komplexone in a: amount of about 35 to 70 % of the amount of enzyme be added.

· . ' o/, .mti 4ü>3 0#ii-a «  ·. 'o /, .mti 4ü> 3 0 # ii-a «

- 3 -· 2 1 8 Vorzugsweise wird als Komplexem Diriatriumdiliydrogen-äthylen». diamintetraacetat eingesetzt.- 3 - · 2 1 8 Preferably, as a complex, diisobutyric acid ethylidene ". used diamintetraacetat.

Es' wäre au erwarten gewesen, daß durch die Zugabe von Komplexon'en der Enzymverbrauch ansteigen würde., Überraschend konnte aber durch eine geringe Zugabe von Komplexonen eine Verminderung der Zugabemenge an Enzymen erreicht werden«, Es liegt also ein neuer überraschender Effekt voro Enzympräparate und Kornplexone werden vorzugsweise für Mischschlämme, bestehend aus Vorbeckenschiamm und Belebtschlamm verwendet. Die eingesetzten Enzymmengen reduzieren sich um etwa 30% gegenüber dem vorbeschriebenen Verfahren der enzymatischen Schlammstabilisierung ohne Komplexon.It would have been expected that by the addition of Komplexon'en the enzyme consumption would increase., Surprisingly, however, could be achieved by a small addition of complexones, a reduction in the amount of enzymes added, "So there is a new surprising effect before o enzyme preparations and Kornplexone are preferably used for mixed sludge, consisting of Vorbeckenschiamm and activated sludge. The amounts of enzyme used are reduced by about 30% compared to the above-described method of enzymatic sludge stabilization without Komplexon.

Ausführungsbeispiel *Exemplary embodiment

Von Sperrgut_befreiter Vorbeckenschlamm wird mit Überschußschi amm aus der biologischen Stufe im Verhältnis 1:5 gemischtFrom Sperrgut_befreiter Vorbeckenschlamm is mixed with excess Schi amm from the biological stage in the ratio 1: 5

und pro m/ mit 3 - 10 g eines Bacillus Subtilis Präparates und 1 bis 10 g eines vorgelösten Komplexons (Dinatriumdihydrogenäthylendiamintetraacetat) versetzt,' Der Mischschlamm wird nun 5 Stunden bei 2rj°C gerührt und schwach belüftet. Nach der Inkubation wird der enzymatisch stabilisierte Schlamm durch Schwerkrafteindickung vom nährstoffhalt igen Schlammwasser getrennt und auf die Schiammtrockenplätze gebracht«. Das Schlammwasser wird einer speziellen Verwendung oder einem Belebungsb e c k e η züge f LIh r t.and per m / a 3 - 10 g of a Bacillus subtilis preparation and 1 to 10 g of a predissolved complexone (Dinatriumdihydrogenäthylendiamintetraacetat) was added, 'The mixed sludge is then stirred for 5 hours at 2 r j ° C and weak ventilation. After incubation, the enzymatically stabilized sludge is separated from the nutrient-containing sludge by gravity thickening and transported to the sludge drying places. " The sludge water is used for a special purpose or aeration purposes.

Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim * Verfahren zur enzymatlachen Schlammstabilisierung unte'r Verwendung eines aus Bacillus subtilis gewonnenen Enzymgemisches 5 das Glucanasen, Proteasen, .Amylasen und andere Enzyme enthält und das in Mengen von etwa 3-10 mg/1 dem Substrat zugesetzt wird, v/obei die Inkubation bei Temperaturen von 10 - 5O0C, einem pH-Y/ert von etwa 5 bis 8 und einer Dauer von 0,5 - 15 h lang erfolgt und. anschließend in Schlamm und eine flüssige Phase getrennt wirds gekennzeichnet dadurch, daß dem Gemisch Kornplexene in einer Menge von -etwa 35 - 70% der Enzymmenge· zugesetzt wird»* A method for sludge stabilization enzymatlachen unte'r using a recovered from Bacillus subtilis enzyme mixture containing 5 glucanases, proteases, and other enzymes .Amylasen and is added in amounts of about 3-10 mg / 1 the substrate, v / obei incubation at long is performed 15 h and - temperatures of 10 - 5O 0 C, a pH Y / ert of about 5 to 8 and a duration of 0.5. s is then separated into sludge and a liquid phase characterized in that the mixture Kornplexene in an amount of from -about 35 - is added to 70% of the amount of enzyme · " Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Komplexeη Dinatriumdihydrogenäthylendiamintetraacetat .eingesetzt wirde · ·Process according to item 1, characterized in that disodium dihydrogenated ethylenediaminetetraacetate is used as complex ( e) .
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