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WO1994010095A1 - Offenporige mineralische schüttstoffe mit immobilisierten mikroorganismen, deren herstellung und verwendung - Google Patents

Offenporige mineralische schüttstoffe mit immobilisierten mikroorganismen, deren herstellung und verwendung Download PDF

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WO1994010095A1
WO1994010095A1 PCT/EP1993/002892 EP9302892W WO9410095A1 WO 1994010095 A1 WO1994010095 A1 WO 1994010095A1 EP 9302892 W EP9302892 W EP 9302892W WO 9410095 A1 WO9410095 A1 WO 9410095A1
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WO
WIPO (PCT)
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open
pore
mineral bulk
pore mineral
reaction vessel
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP1993/002892
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dettmar Rose
Dieter Fischer
Walter Petersen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LECA DEUTSCHLAND GmbH
Original Assignee
LECA DEUTSCHLAND GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE4243627A external-priority patent/DE4243627A1/de
Application filed by LECA DEUTSCHLAND GmbH filed Critical LECA DEUTSCHLAND GmbH
Priority to EP93923502A priority Critical patent/EP0665818A1/de
Publication of WO1994010095A1 publication Critical patent/WO1994010095A1/de
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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to open-pore mineral bulk materials, a means for removing pollutants from substrates contaminated with pollutants, a method for producing open-pore mineral bulk materials, a method for cleaning materials from pollutants and the use of open-pore mineral bulk materials for cleaning pollutant-contaminated materials.
  • contaminated soils are worked up with pollutant-degrading bacteria.
  • the contaminated soil is mechanically processed and mixed with organic aggregates and coarse fractions.
  • the bacteria which are defined depending on the type of load, are multiplied in a nutrient solution and added together with this by spraying the finished soil mixture.
  • the object of the present invention is therefore to provide a means and method which do not have the aforementioned disadvantages.
  • the essence of the present invention is to be seen in applying suitable microorganisms to open-pore mineral bulk materials before they are used to remove pollutants from substances contaminated with pollutants.
  • Expanded clay, expanded shale, lava, pumice, perlite, brick chippings and mixtures of these substances are examples of open-pore mineral bulk materials that can be used according to the invention.
  • Pumice sometimes called pumice stone, can be used as pumice sand (grain sizes up to approx. 7 mm) and pumice gravel (grain size approx. 7 to 40 mm) become.
  • the perlite that can be used is also known as expanded tuff.
  • any other open-pored clay product can also be used as a carrier for immobilized microorganisms.
  • any open-pore mineral bulk material is suitable as a carrier, provided that it provides the microorganisms with a settable surface.
  • the biocatalysts are bound to the carrier by adsorption.
  • the cells adhere to the solid.
  • the porous structure makes it possible to achieve a high loading with biocatalysts and thus a high specific activity.
  • the immobilization capacity is determined by the settable surface of the carrier material and limited by a pore size range from approx. 2 ⁇ m to approx. 50 ⁇ .
  • this settable surface is approx. 6 m 2 / l. By breaking open this area is increased to approx. 50 m 2 / l. It is therefore particularly preferred to use broken expanded clay or expanded slate.
  • the pore wall area in the plant-available water storage area for broken material increases to approx. 400 m 2 / l (for the range 0.2 ⁇ m to 50 ⁇ m).
  • This open-pore mineral filler which has been immobilized with immobilized microorganisms, can be easily worked into and mixed into soils with conventional equipment, thus enabling homogeneous distribution in the substrate.
  • the open-pore mineral bulk material itself provides permanent ventilation and moisture release during the biological degradation and thus an optimal climate for the microorganisms. Due to their inert properties, the open-pore mineral bulk materials are stable in their broken form against rotting and erosion.
  • Another advantage of the object according to the invention is that it can be carried out without the addition of composts or similar organic solid additives. This gives e.g. the possibility of carrying out a biological renovation on pure building sands or gravel. Sands and gravel can be used again as buildable underground substrates or aggregates for the concrete industry after the renovation has been completed, since they remain free of cohesive or organic components.
  • microorganisms can be used that can use petroleum as a carbon source. It is important that the petroleum components are broken down or converted into harmless molecules by the bacteria. In principle, it is possible to use microorganisms that can utilize any pollutant and decompose it into harmless substances.
  • the microorganisms added are preferably bacteria. As already mentioned above, it has proven to be particularly favorable if the bacteria used can utilize hydrocarbons.
  • microorganism cultures to be used for immobilization are obtained according to common microbiological processes. For this purpose, a selective enrichment of microorganisms from the contaminated starting material takes place. It is important to test the endogenous microflora for their ability to break down the pollutant (s) to be removed. Following the selection, microorganism production is started. If available, starter cultures that are already available can of course also be used.
  • the carrier material is usually conditioned with a buffered mineral medium for two days.
  • the actual immobilization then takes place in a suitable reactor, for example a fluid mixed bed reactor (FMB reactor).
  • FMB reactor fluid mixed bed reactor
  • the reactor is filled with expanded clay and / or expanded shale and an aqueous phase (mineral medium or bacterial suspension).
  • the aqueous phase in the lower area is kept in motion by the existing Ruhr works, which results in a homogeneous liquid distribution and loading of the carrier without greater shear force.
  • the oxygen supply can take place through the use of hydrogen peroxide, for example through a 30% solution. It is advantageous to arrange the dosing station so that the dosing takes place directly at the height of the Ruhr works.
  • the reactor is favorably connected to a bio-fermenter system via a full pipe and a drain pipe, in which the pollutant-degrading microorganisms are cultivated.
  • Level compensation ensures that the bacterial suspension is transported back through the drainage pipe into the fermenter while the bacterial suspension is fed in from the biofermenter.
  • the feed from the fermenter into the reactor takes place via a suitable pump, which pumps the bacterial solution into the carrier material floating layer via a full nozzle horizontally attached in the floating expanded clay or expanded slate layer.
  • the reactor is operated under anoxic conditions. This requires a gastight construction and the entry of nitrogen, for example, to maintain the anaerobiosis of the reactor.
  • the duration of the immobilization reaction should be between 2 and 200 hours. With shorter reaction times, that is
  • the reaction time in the reactor for immobilizing the microorganisms is therefore preferably 20 to 70 hours and in particular 50 hours.
  • an immobilization efficiency (percent immobilized cells) of about 50% was determined over a period of 50 hours.
  • Expanded clay / expanded slate material loaded with microorganisms can be used immediately.
  • the possible uses specified below are mentioned as examples.
  • the loaded expanded clay or expanded shale material is introduced into wastewater or exhaust air purification systems, such as fixed bed or fluidized bed reactors, and treated until the pollutant content of the fluid has reached a predetermined limit value.
  • the soil to be treated is classified. Anthropogenic contaminants such as scrap and rubbish are sorted out. Coarse components such as stones and concrete are broken as far as they are contaminated. After thorough laboratory control, the soil is mixed with nutrients and the specific imilisate. The material is then piled up in rents. It is important to ensure that the parameters of temperature, soil moisture and nutrient content are optimally set, continuously monitored and adjusted if necessary become.
  • a favorable, constant environment for the microorganisms can be created, for example, by treating the floor in halls or tents.
  • the water supply and floor ventilation are significantly improved by the expanded clay or expanded slate material used. The consequence of this is that, depending on the amount of expanded clay or expanded slate material added, the floor rents only have to be implemented at greater intervals than rents which contain no microorganisms immobilized on expanded clay or expanded slate.
  • the minimum amount of expanded clay or expanded slate to which immobilizate is applied is preferably 10% by volume.
  • An upper limit is not critical.
  • a cost / benefit analysis has shown that a share of 25 to 30% by volume is particularly favorable.
  • water-soaked expanded clay or expanded slate material that is not loaded with immobilizate can be used.
  • expanded clay or expanded slate material loaded with microorganisms in suspension processes is due to the physical properties, e.g. low density of the suspension, particularly favorable. It has proven to be advantageous for the cleaning of sludges if they have a water content of 60 to 80% by volume.
  • the pretreated carrier shows excellent distribution behavior in sludge, is inert and can be easily separated for a further cleaning step after the cleaning process has ended.
  • a minimum amount of 5% by volume of expanded clay or expanded slate loaded with immobilizate is advantageously used. 15 to 30% by volume, in particular 25% by volume, are particularly preferred.
  • Open-pore mineral fillers can be used universally for the immobilization of aerobic and anaerobic microorganisms.
  • Open-pore mineral fillers are a pre-adapted reactor filling material in exhaust air and wastewater treatment.
  • Open-pore mineral fillers are an inexpensive and reusable carrier material for the biological cleaning of substrates.
  • Microorganisms can be contaminated more homogeneously
  • the carrier materials with immobilized microorganisms applied can be brought in using conventional earth-working machines. Good airflow is guaranteed even with a thick layer, as the open-pore mineral bulk material prevents the substrate from being compressed or eroded.
  • Microorganisms By using on open pore mineral bulk immobilized microorganisms can reduce the mechanical tillage intervals.
  • Open-pore mineral bulk materials charged with Immobilisat are a suitable catalyst for pollutant degradation and a structural improver in soil remediation within the framework of rental techniques, since the material can be used universally for all types of soil, the water supply ("buffer effect") is optimized, a selection advantage for highly specialized microorganisms the autochthonous microflora is created in the soil, an entry of easily usable, complex (undefined) substrates, as is the case with the use of straw, bark or other mulch material, is avoided, no masking of pollutants takes place, for example it is possible when using aggregates containing humic material, a structural improvement is achieved with a view to later reuse, and a permanent structural improvement is achieved in the case of cohesive soils.
  • a mixed bacterial culture from a soil sample contaminated with mineral oil was enriched in a phosphate-buffered mineral salt medium (MMF60) with the addition of 0.5% (v / v) hydrocarbon (diesel / mineral oil 1: 1).
  • the scale-up step was carried out with the addition of 0.01% (v / v) peptone and 0.2% (v / v) hydrocarbon.
  • the one used Production fermenter had a capacity of 5,000 1. It was a bubble column reactor with external circulation via a centrifugal pump.
  • the culture was carried out in a complex complete medium (TGE medium; data in g / 1: trypton 5.0 / meat extract 3.0 / glucose 1.0 / distilled water 100 ml, pH 7.0) for 2 Incubated days until the end of the logarithmic growth phase. The biomass was then centrifuged off and the bacterial pellet was transferred to a carbon-free mineral medium (MMF60). This ensured that the culture did not continue to grow. With this culture, experiments to determine the immobilization efficiency could be carried out.
  • TGE medium complex complete medium
  • MMF60 carbon-free mineral medium
  • the optical density (OD) was determined as a further parameter for the indirect cell count determination.
  • the decrease in the circulating number of cells is a measure of the immobilization of the bacteria.
  • 1 shows the determination of the optical density (OD) at 600 nm over a period of 120 h for four different expanded clay materials.
  • the significant decrease in the initial absorbance value from over 3 to values between 0.1 and Figure 2 shows that a significant portion of the bacterial suspension has been withdrawn and immobilized on the expanded clay material. Furthermore, it was found that apart from expanded clay material 3, which showed satisfactory values, excellent immobilization values could be achieved. From Fig.
  • broken expanded clay with a particle size distribution of 4 to 8 mm was again used as the carrier material.
  • the immobilization was carried out in a 30 ⁇ fluid mixed bed reactor (FMB reactor).
  • FMB reactor fluid mixed bed reactor
  • the tub of the FMB reactor was filled with 15 m ⁇ expanded clay.
  • the reactor was filled with an aqueous phase (mineral medium or bacterial suspension).
  • the aqueous phase in the lower region was kept in motion by a propeller agitator, which resulted in a homogeneous liquid distribution and loading of the carrier without greater shear force.
  • the FMB reactor was connected to the biofermenter via a filling pipe and a drain pipe. By leveling a return transport of the bacterial suspension through the Drain pipe in the fermenter with simultaneous feeding of bacterial suspension from the biofermenter guaranteed.
  • the feed from the fermenter into the FMB reactor took place via a centrifugal pump, which pumped the bacterial solution into the carrier material floating layer via a filler neck mounted horizontally in the floating expanded clay layer.
  • Another 30 m ⁇ tub is used both for washing the expanded clay material with tap water and for conditioning with mineral medium. Using an eccentric screw pump, this additional tub was installed in the system as an alternative to the bio-fermenter. The washing and conditioning of the expanded clay material was as follows.
  • the reactor pan was filled with 10 m 3 tap water. Then 15 - ⁇ expanded clay granules were blown in using a silo wagon. The reactor was then flooded with tap water. The carrier material was washed twice using the FMB reactor propeller stirrer and at the same time circulating the wash water via an eccentric screw pump. The dirty water was drained through the drain pipe system, collected in a dirty water tank and used to moisten sandy soil material (improving the grain size distribution). After the second washing process, the reactor pan was flooded with mineral medium (MMF60) and the carrier material was conditioned for two days.
  • MMF60 mineral medium
  • the immobilization procedure was as described in Example 1.
  • the oxygen supply of the bacteria in the FMB reactor was ensured by the use of 30% hydrogen peroxide.
  • the metering station was arranged so that the metering was carried out directly at the level of the propeller agitator.
  • bacteria were supplied with oxygen using a side channel compressor.
  • the immobilization process was carried out over a period of two days.
  • the expanded clay material thus obtained which is loaded with immobilized bacteria, can either be processed immediately or filled into so-called “big bags” and transported to the appropriate places of use. It is important to ensure that the material does not dry out during transport and / or storage and is used as quickly as possible.

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Abstract

Angegeben werden offenporige mineralische Schüttstoffe, beispielsweise Blähton, Blähschiefer, Lava, Bims, Perlite, Ziegelsplitt sowie deren Gemische, auf denen immobilisierte Mikroorganismen aufgebracht sind. Daneben wird ein Mittel zur Schadstoffentfernung aus mit Schadstoffen beladenen Substraten beschrieben. Weiterhin ist ein Verfahren angegeben, mittels dessen Mikroorganismen auf offenporigen mineralischen Schüttstoffen immobilisiert werden können. Schließlich wird auch noch ein Verfahren zur Reinigung von schadstoffbelasteten Materialien beschrieben.

Description

Offenporiqe mineralische Schüttstoffe mit immobilisierten Mikroorganismen, deren Herstellung und Verwendung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft offenporige mineralische Schüttstoffe, ein Mittel zur Schadstoffentfernung aus mit Schadstoffen belasteten Substraten, ein Verfahren zur Herstellung von offenporigen mineralischen Schüttstoffen, ein Verfahren zur Reinigung von Materialien von Schadstoffen sowie die Verwendung von offenporigen mineralischen Schüttstoffen bei der Reinigung von schadstoffbelasteten Materialien.
Aus der DE 25 31 333 C3 ist es bekannt, gebrochenen Blähton als Mittel zur Feuchtigkeitsspeicherung in Pflanzböden einzusetzen. Eine Dekontaminierung bzw. Sanierung von mit Schadstoffen belasteten Böden ist mit diesem Material jedoch nicht möglich.
Weiterhin ist bereits ein Verfahren bekannt, mittels dessen die Aufarbeitung kontaminierter Böden mit Schadstoffabbauenden Bakterien erfolgt. Hierzu wird der verseuchte Boden mechanisch aufbereitet und mit organischen Zuschlägen und Grobanteilen versetzt. Die je nach Art der Belastung definierten Bakterien werden in einer Nährlösung vermehrt und mit dieser zusammen durch Aufsprühen der fertigen Bodenmischung zugeführt.
Die Effektivität dieses Verfahrens wird jedoch dadurch begrenzt, daß es nicht gelingt, eine homogene und stabile Untermischung der Mikroorganismen zu erreichen und diesen optimale Lebens- und Vermehrungsbedingungen zu bieten. Wichtige Faktoren sind hierbei eine ausreichende Wasser- und Nährstoffversorgung sowie beim Einsatz von aeroben Mikroorganismen eine gute Luftzuführung im gesamten Schichtaufbau. Um den eingesetzten Mikroorganismen optimale Lebens- und Vermehrungsbedingungen zu bieten, müssen die mit schadstoffabbauenden Bakterien beaufschlagten Böden in sogenannten Mieten häufig umgeschichtet werden, bis die den Boden belastenden Stoffe bis auf einen vorgegebenen Grenzwert abgebaut sind. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß die eingesetzten, hochspezialisierten Mikroorganismen mit der natürlicherweise vorhandenen Bodenmikroflora in eine direkte Konkurrenz um Wasser und Nährstoffe sowie gegebenenfalls Sauerstoff treten müssen, der sie aufgrund ihrer hohen Spezialisierung meist nicht gewachsen sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mittel und Verfahren anzugeben, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung gemäß den offenporigen mineralischen Schüttstoffen nach Anspruch 1, dem Mittel gemäß Anspruch 7, den Verfahren gemäß Anspruch 13 und 24 sowie der Verwendung gemäß Anspruch 30. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung, den Beispielen sowie der Zeichnung.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, offenporige mineralische Schüttstoffe vor einem Einsatz zur Schadstoffentfernung aus Schadstoffbefrachteten Substanzen mit geeigneten Mikroorganismen zu beaufschlagen.
Als offenporige mineralische Schüttstoffe, die erfindungsgemäß einsetzbar sind, sind beispielhaft Blähton, Blähschiefer, Lava, Bims, Perlite, Ziegelsplitt und Gemische aus diesen Stoffen zu nennen. Bims, manchmal auch als Bimsstein bezeichnet, kann als Bimssand (Korngrößen bis ca. 7 mm) und Bimskies (Korngröße ca. 7 bis 40 mm) eingesetzt werden. Die einsetzbaren Perlite werden auch als geblähter Tuff bezeichnet. Neben Ziegelsplitt, d.h. gebrochenen Ziegeln, kann auch jedes andere offenporige Tonerzeugnis als Träger für immobilisierte Mikroorganismen verwendet werden. Generell ist jedes offenporige mineralische Schüttgut als Träger geeignet, sofern es den aufgebrachten Mikroorganismen eine besiedelbare Oberfläche bietet.
Im Fall der Immobilisierung von Mikroorganismen an offenporige mineralische Schüttstoffe erfolgt ein Anbinden der Biokatalysatoren an den Carrier durch Adsorption. Die Zellen haften an dem Festkörper. Durch die poröse Struktur ist es möglich, eine hohe Beladung mit Biokatalysatoren und damit eine hohe spezifische Aktivität zu erreichen. Die Kapazität der Immobilisierung wird u.a. durch die besiedelbare Oberfläche des Trägermaterials bestimmt und durch einen Porengrößenbereich von ca. 2 μm bis ca. 50 μ begrenzt.
Diese besiedelbare Oberfläche liegt bei einem ungebrochenen Blähton- bzw. Blähschiefermaterial bei ca. 6 m2/l. Durch Aufbrechen wird diese Fläche auf ca. 50 m2/l erhöht. Daher ist es besonders bevorzugt, gebrochenen Blähton bzw. Blähschiefer zu verwenden. Neben der besiedelbaren Oberfläche erhöht sich die Porenwandflache im pflanzenverfügbaren Wasserspeicherbereich bei gebrochenem Material auf ca. 400 m2/l (für den Bereich 0,2 μm bis 50 μm) .
Da diese Wandflächen aus halboffenen Rundporen bestehen, die nicht durchgehend miteinander verbunden sind, wird der Verdunstung über die Oberfläche (Evaporation) weitestgehend entgegengewirkt. Dies bewirkt bei der Immobilisierung, daß die mit Bakteriensuspension getränkten offenporigen mineralischen Schüttstoffkörner völlig autarke Inseln bilden, die über lange Zeit in der Lage sind, Bedingungen zu schaffen, unter denen sich die definierten Mikroorganismen bzw. Bakterien ohne Selektionsdruck selbst nachproduzieren. Ein gewisser Anteil an dränenden Grobporen (größer als 50 μm) sorgt für eine permanente Luft- bzw. Sauerstoffversorgung, d.h. der offenporige mineralische Schüttstoff selbst bietet den Mikroorganismen eine ideale Lebens- und Versorgungsgrundlage. Dieser mit immobilisierten Mikroorganismen beaufschlagte offenporige mineralische Schüttstoff läßt sich mit herkömmlichen Geräten leicht in Böden einarbeiten und vermischen und ermöglicht so eine homogene Verteilung im Substrat. Der offenporige mineralische Schüttstoff selbst sorgt während des biologischen Abbaus für permanente Belüftung und Feuchtigkeitsabgabe und damit für ein optimales Klima für die Mikroorganismen. Aufgrund ihrer inerten Eigenschaften sind die offenporigen mineralischen Schüttstoffe auch in ihrer gebrochenen Form stabil gegen Verrottung und Erosion.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gegenstandes besteht darin, daß dabei ohne Zusatz von Komposten oder ähnlichen organischen, festen Zuschlägen gearbeitet werden kann. Dadurch ergibt sich z.B. die Möglichkeit, eine biologische Sanierung bei reinen Bausanden oder Kiesen durchzuführen. Sande und Kiese können nach Abschluß der Sanierung wieder als bebauungsfähige Untergrundsubstrate oder Zuschläge für die Betonindustrie verwendet werden, da sie frei von bindigen bzw. organischen Anteilen bleiben.
Besonders geeignet ist der Einsatz von mit Mikroorganismen beaufschlagten offenporigen mineralischen Schüttstoffen bei der Sanierung von mit Kohlenwasserstoffen kontaminiertem Bodenmaterial, beispielsweise mit Erdöl verseuchtem Sand. Insbesondere können dabei Bakterien eingesetzt werden, die das Erdöl als Kohlenstoffquelle verwerten können. Dabei ist es wichtig, daß die Erdölbestandteile von den Bakterien zu unschädlichen Molekülen ab- oder umgebaut werden. Prinzipiell ist es möglich, Mikroorganismen einzusetzen, die einen beliebigen Schadstoff verwerten und in unschädliche Substanzen zersetzen können. Vorzugsweise handelt es sich bei den zugesetzten Mikroorganismen um Bakterien. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wie vorstehend bereits erwähnt, wenn die verwendeten Bakterien Kohlenwasserstoffe verwerten können.
Die zur Immobilisierung einzusetzenden Mikroorganismenkulturen werden nach gängigen mikrobiologischen Verfahren gewonnen. Dazu erfolgt eine selektive Anreicherung von Mikroorganismen aus dem belasteten Ausgangsmaterial. Hierbei gilt es, die endogene Mikroflora auf ihre Fähigkeit zu testen, den (die) zu beseitigenden Schadstoff(e) abzubauen. Im Anschluß an die Selektion wird die Mikroorganismenproduktion aufgenommen. Falls vorhanden kann selbstverständlich auch auf bereits verfügbare Starterkulturen zurückgegriffen werden.
Die Immobilisierung von Mikroorganismen an offenporige mineralische Schüttstoffe geschieht gemäß dem nachfolgend näher erläuterten Verfahren, bei dem beispielhaft Blähton und Blähschiefer als offenporige mineralische Schüttstoffe eingesetzt werden.
Bedingt durch den Produktionsprozeß ist vor allem gebrochener Blähton bzw. Blähschiefer mit abschlämmbaren Anteilen (d < 0,063 mm) belastet. Falls als Trägermaterial daher gebrochenes Material verwendet werden soll, muß der abschlämmbare Anteil vorher abgewaschen werden. Das Schmutzwasser kann zur Befeuchtung von sandigem Bodenmaterial (Verbesserung der Korngrößenverteilung) eingesetzt werden. Nach dem Waschvorgang wird das Trägermaterial üblicherweise für zwei Tage mit einem gepufferten Mineralmedium konditioniert. Die eigentliche Immobilisierung erfolgt dann in einem geeigneten Reaktor, beispielsweise einem Fluid-Mixed-Bed- Reaktor (FMB-Reaktor) . Der Reaktor wird mit Blähton und/oder Blahschiefer sowie wäßriger Phase (Mmeralmedium bzw. Bakteriensuspension) aufgefüllt. Durch vorhandene Ruhrwerke wird die wäßrige Phase im unteren Bereich in Bewegung gehalten, wodurch eine homogene Flussigkeitsverteilung sowie eine Beladung des Carriers ohne größere Scherkraftwirkung erzielt wird.
Die Sauerstoffversorgung kann durch den Einsatz von Wasserstoffperoxid, beispielsweise durch eine 30%ιge Losung, erfolgen. Es ist von Vorteil, die Dosierstation so anzuordnen, daß die Dosierung unmittelbar in Hohe der Ruhrwerke erfolgt. Der Reaktor ist gunstigerweise über ein Fullrohr sowie ein Dränrohr mit einer Biofermenteranlage verbunden, in der die Schadstoffabbauenden Mikroorganismen kultiviert werden.
Durch Niveauausgleich wird ein Rucktransport der Bakteriensuspension durch das Dränrohr in den Fermenter bei gleichzeitigem Einspeisen von Bakteriensuspension aus dem Biofermenter gewährleistet. Die Einspeisung aus dem Fermenter n den Reaktor erfolgt über eine geeignete Pumpe, welche die Bakterienlosung über einen horizontal in der aufschwimmenden Blähton- bzw. Blahschieferschicht angebrachten Fullstutzen in die Tragermaterialschwimmschicht hineinpumpt. Zur Immobilisierung anaerober Mikroorganismen wird der Reaktor unter anoxischen Bedingungen betrieben. Dazu ist eine gasdichte Bauweise und der Eintrag von beispielsweise Stickstoff zur Au rechterhaltung der Anaerobiose des Reaktors notwendig.
Die Dauer der Immobilisierungsreaktion sollte zwischen 2 und 200 Stunden liegen. Bei kürzeren Reaktionszeiten ist die
Absorption der Mikroorganismen an den Tragerstoff noch nicht vollständig abgeschlossen, bei Reaktionszeiten über 200 Stunden dagegen können Desorptionsvorgänge die Oberhand gewinnen. Die Umsetzungszeit im Reaktor zur Immobilisierung der Mikroorganismen beträgt daher vorzugsweise 20 bis 70 Stunden und insbesondere 50 Stunden. In Versuchsreihen mit Festbettreaktoren wurde über einen Zeitraum von 50 Stunden eine Immobilisierungseffizienz (Prozent immobilisierter Zellen) von etwa 50 % ermittelt.
Nach Beendigung der Immobilisierungsphase wird die
Flüssigphase über das Dränagesystem entfernt. Das mit
Mikroorganismen beladene Blähton-/Blähschiefermaterial kann unmittelbar verwendet werden. Beispielhaft seien die nachfolgend angegebenen Einsatzmöglichkeiten erwähnt.
Abwasser-, Abluftreinigung
Das beladene Blähton- bzw. Blähschiefermaterial wird in Abwasser- bzw. Abluftreinigungsanlagen, wie beispielsweise Festbett- oder Wirbelschichtreaktoren, eingebracht und solange behandelt, bis der Schadstoffgehalt des Fluids einen vorbestimmten Grenzwert erreicht hat.
b. Bodenreinigung
Der zu behandelnde Boden wird klassifiziert. Anthropogene Verunreinigungen, wie Schrott und Müll, werden aussortiert. Grobbestandteile wie Steine und Beton werden, soweit Schadstoffbelastet, gebrochen. Nach eingehender Laborkontrolle wird der Boden mit Nährstoffen und dem spezifischen Im obilisat vermischt. Im Anschluß daran wird das Material in Mieten aufgeschichtet. Dabei ist darauf zu achten, daß die Parameter Temperatur, Bodenfeuchte und Nährstoffgehalt optimal eingestellt, dauernd überwacht und gegebenenfalls nachreguliert werden. Ein günstiges, gleichbleibendes Milieu für die Mikroorganismen kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, indem die Bodenbehandlung in Hallen oder Zelten erfolgt. Die Wasserversorgung und Bodenbelüftung werden durch das eingesetzte Blähton- bzw. Blähschiefermaterial entscheidend verbessert. Dies hat zur Folge, daß die Bodenmieten in Abhängigkeit von der Menge an zugesetztem Blähton- bzw. Blähschiefermaterial nur in größeren Abständen umgesetzt werden müssen als Mieten, die keine auf Blähton bzw. Blähschiefer immobilisiert aufgebrachten Mikroorganismen enthalten.
Die einzusetzende Mindestmenge von mit Immobilisat beaufschlagtem Blähton bzw. Blähschiefer beträgt vorzugsweise 10 Volumen-%. Eine Obergrenze ist unkritisch. Bei einer Kosten-/Nutzenanalyse hat sich gezeigt, daß ein Anteil von 25 bis 30 Volumen-% besonders günstig ist. Für eine darüber hinausgehende Verbesserung der Bodenfeuchte und Sauerstoffversorgung kann wassergetränktes, nicht mit Immobilisat beaufschlagtes Blähton- bzw. Blähschiefermaterial eingesetzt werden.
c . Schlammverfahren
Der Einsatz von mit Mikroorganismen beladenem Blähton¬ bzw. Blähschiefermaterial in Suspensionsverfahren ist durch die physikalischen Eigenschaften, z.B. geringe Dichte der Suspension, besonders günstig. Es hat sich als vorteilhaft für die Reinigung von Schlämmen erwiesen, wenn diese einen Wassergehalt von 60 bis 80 Volumen-% aufweisen.
Der vorbehandelte Carrier zeigt in Schlamm ein hervorragendes Verteilungsverhalten, ist inert und kann nach Beendigung des Reinigungsprozesses für einen weiteren Reinigungsschritt problemlos separiert werden. Für Schlammverfahren wird vorteilhafterweise eine Mindestmenge von 5 Volumen-% an mit Immobilisat beaufschlagtem Blähton bzw. Blähschiefer eingesetzt. Besonders bevorzugt sind 15 bis 30 Volumen-%, insbesondere 25 Volumen-% .
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Gegenstands lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Offenporige mineralische Ξchüttstoffe sind universell einsetzbar zur Immobilisierung von aeroben und anaeroben Mikroorganismen.
Offenporige mineralische Schüttstoffe stellen ein präadaptiertes Reaktorfüllmaterial in der Abluft- und Abwasserreinigung dar.
Offenporige mineralische Schüttstoffe sind ein preisgünstiges und wiederverwendbares Trägermaterial für den Bereich der biologischen Reinigung von Substraten.
Auf offenporigen mineralischen Schüttstoffen immobilisierte
Mikroorganismen lassen sich homogener in kontaminierten
Substraten verteilen als nicht immobilisierte Mikroorganismen.
Bei der Bodensanierung kann das Einbringen der Trägerstoffe mit aufgebrachten immobilisierten Mikroorganismen mit herkömmlichen Erdbearbeitungsmaschinen erfolgen. Auch bei hoher Schichtdicke ist eine gute Luftführung gewährleistet, da der offenporige mineralische Schüttstoff eine Verdichtung bzw. Erosion des Substrats verhindert.
Durch die günstigen Lebensbedingungen und die selbständige Nachproduktion ergeben sich hohe Standzeiten für die
Mikroorganismen. Durch die Verwendung von auf offenporige mineralische Schüttstoffe immobilisiert aufgebrachten Mikroorganismen ist eine Reduzierung der mechanischen Bodenbearbeitungsintervalle möglich.
Mit Immobilisat beaufschlagte offenporige mineralische Schüttstoffe sind ein geeigneter Katalysator für den Schadstoffabbau und ein Strukturverbesserer in der Bodensanierung im Rahmen von Mietentechniken, da das Material universell einsetzbar für alle Bodenarten ist, die Wasserversorgung ("Pufferwirkung") optimiert wird, ein Selektionsvorteil für hochspezialisierte Mikroorganismen gegenüber der autochthonen Mikroflora im Boden geschaffen wird, ein Eintrag von leicht verwertbaren, komplexen (Undefinierten) Substraten, wie dies bei der Anwendung von Stroh, Borken- oder sonstigem Mulchmaterial der Fall ist, vermieden wird, keine Maskierung von Schadstoffen erfolgt, wie dies z.B. beim Einsatz von huminstoffhaltigen Zuschlagstoffen möglich ist, im Hinblick auf die spätere Wiederverwendung eine Strukturverbesserung erzielt wird und im Fall von bindigen Böden eine dauerhafte Strukturverbesserung erreicht wird.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Immobilisierung von kohlenwasserstoffabbauenden Bakterien auf Blähton näher erläutert.
Beispiel 1
Zunächst wurde eine Bakterienmischkultur aus einer mit Mineralöl belasteten Bodenprobe in einem phosphatgepufferten Mineralsalzmedium (MMF60) unter Zugabe von 0,5 % (v/v) Kohlenwasserstoff (Diesel/Mineralöl 1:1) angereichert. Nach mehreren Überimpfungsschritten in frisches Medium erfolgte der scale-up Schritt unter Zugabe von 0,01 % (v/v) Pepton und 0,2 % (v/v) Kohlenwasserstoff. Der verwendete Produktionsfermenter hatte ein Fassungsvolumen von 5.000 1. Es handelte sich hierbei um einen Blasensäulenreaktor mit externer Umwälzung über eine Kreiselpumpe.
Für Versuche im Labormaßstab wurde die Kultur in einem komplexen Vollmedium (TGE-Medium; Angaben in g/1: Trypton 5,0 / Fleischextrakt 3,0 / Glucose 1,0 / Aqua dest. 100 ml, pH 7,0) für 2 Tage bis zum Ende der logarithmischen Wachstumsphase inkubiert. Im Anschluß daran wurde die Biomasse abzentrifugiert und das Bakterienpellet in ein kohlenstofffreies Mineralmedium (MMF60) überführt. Somit war gewährleistet, daß die Kultur nicht weiter wuchs. Mit dieser Kultur konnten Versuche zur Ermittlung der Immobilisierungseffizienz durchgeführt werden.
Bei der Ermittlung der Immobilisierungseffizienz wurden Festbettreaktoren aus Glas (Fa. Schott, DN 80, Länge 500 mm) eingesetzt. Die Reaktoren wurden mit Trägermaterial (gebrochener Blähton, Korngröße 4 bis 8 mm) gefüllt. Die Flußrate betrug 2 vvh. Über eine PTFE-Membranpumpe wurde die Bakteriensuspension (abzentri ugierte Biomasse in kohlenstofffreiem Mineralmedium gelöst, siehe oben) von oben über ein "Schlitzrohr" in das Festbett gepumpt. Der Füllstand in dem Festbettreaktor wurde über ein "Schwanenhalsrohr" derart eingestellt, daß eine kontinuierliche Flutung und Entleerung des Festbettes erfolgte. Über den Probenentnahmestutzen wurden regelmäßig Proben der umlaufenden Bakteriensuspension entnommen und die Gesamtzellzahl mittels Thomakammer bestimmt. Als weiterer Parameter zur indirekten Zellzahlbestimmung wurde die optische Dichte (OD) bestimmt. Die Abnahme der umlaufenden Anzahl der Zellen ist ein Maß für die Immobilisierung der Bakterien. Fig. 1 zeigt die Bestimmung der optischen Dichte (OD) bei 600 nm über einen Zeitraum von 120 h für vier verschiedene Blähtonmaterialien. Die deutliche Abnahme des Ausgangsextinktionswerts von über 3 auf Werte zwischen 0,1 und 2 zeigt, daß ein erheblicher Teil der Bakteriensuspension entzogen und auf dem Blähtonmaterial immobilisiert wurde. Weiterhin zeigte es sich, daß bis auf das Blähtonmaterial 3, das zufriedenstellende Werte zeigte, hervorragende Immobilisierungswerte erzielt werden konnten. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß nach etwa 50 h zwischen 30 und 65 % der aus dem Fermenter in den Reaktor eingebrachten Bakterienzellen von dem Blähtonträgermaterial aus der umströmenden Bakteriensuspension fixiert worden waren. Dabei zeigte sich bei einer Versuchsreihe, die 2 bis 200 h dauerte, daß innerhalb der ersten Stunden des Immobilisierungsvorgangs eine sehr rasche Biomasseadsorption auftritt. Im Anschluß daran wurden bereits Desorptionserscheinungen erkennbar.
Beispiel 2
Anschließend an die im vorstehendem Beispiel genannten
Versuche im Labormaßstab wurden auch Untersuchungen im industriellen Maßstab, wie nachfolgend angegeben, durchgeführ .
Als Trägermaterial kam wiederum gebrochener Blähton mit einer Korngrößenverteilung von 4 bis 8 mm zum Einsatz . Die Immobilisierung erfolgte in einem 30 ^ fassenden Fluid- Mixed-Bed-Reaktor (FMB-Reaktor) . Dazu wurde die Wanne des FMB-Reaktors mit 15 m^ Blähton gefüllt. Der Reaktor wurde mit einer wäßrigen Phase (Mineralmedium bzw. Bakteriensuspension) aufgefüllt. Durch ein Propellerrührwerk wurde die wäßrige Phase im unteren Bereich in Bewegung gehalten, wodurch eine homogene Flüssigkeitsverteilung sowie eine Beladung des Carriers ohne größere Scherkraftwirkung erzielt wurde.
Der FMB-Reaktor war über ein Füllrohr sowie ein Drainrohr mit dem Biofermenter verbunden. Durch Niveauausgleich wurde hierbei ein Rücktransport der Bakteriensuspension durch das Drainrohr in den Fermenter bei gleichzeitigem Einspeisen von Bakteriensuspension aus dem Biofermenter gewährleistet. Die Einspeisung aus dem Fermenter in den FMB-Reaktor erfolgte über eine Kreiselpumpe, welche die Bakterienlösung über einen horizontal in der aufschwimmenden Blähtonschicht angebrachten Füllstutzen in die Trägermaterialschwimmschicht hineinpumpte.
Sowohl zur Waschung des Blähtonmaterials mit Leitungswasser als auch zur Konditionierung mit Mineralmedium wird eine weitere 30 m^ fassende Wanne eingesetzt. Über eine Exzenterschneckenpumpe wurde diese weitere Wanne alternativ zum Biofermenter in das System eingebaut. Die Waschung und Konditionierung des Blähtonmaterials war wie nachfolgend angegeben.
Die Reaktorwanne wurde mit 10 m3 Leitungswasser gefüllt. Im Anschluß daran wurden 15 -^ Blähtongranulat mittels Silowagen eingeblasen. Danach wurde der Reaktor mit Leitungswasser geflutet. Unter Einsatz des Propellerrührwerks des FMB- Reaktors und gleichzeitiger Umwälzung des Waschwassers über eine Exzenterschneckenpumpe wurde das Trägermaterial zweimal gewaschen. Das Schmutzwasser wurde über das Drainrohrsystem abgelassen, jeweils in einer Schmutzwasserwanne gesammelt und zur Befeuchtung von sandigem Bodenmaterial (Verbesserung der Korngrößenverteilung) eingesetzt. Nach dem zweiten Waschvorgang wurde die Reaktorwanne mit Mineralmedium (MMF60) geflutet und das Carriermaterial so für zwei Tage konditioniert.
Der Verfahrensablauf der Immobilisierung war wie in Beispiel 1 beschrieben. Die SauerstoffVersorgung der Bakterien in dem FMB-Reaktor wurde durch den Einsatz von 30%igem Wasserstoffperoxid gewährleistet. Die Dosierstation war so angeordnet, daß die Dosierung unmittelbar in Höhe des Propellerrührwerks erfolgte. Im Biofermenter wurden Bakterien mit Hilfe eines Seitenkanalverdichters mit Sauerstoff versorgt.
Der Immobilisierungsprozeß wurde über einen Zeitraum von zwei Tagen durchgeführt.
Nach Beendigung der Immobilisierung wurde die Flüssigphase über das Drainagesystem entfernt.
Das so erhaltene, mit immobilisierten Bakterien beaufschlagte Blähtonmaterial kann entweder unmittelbar verarbeitet oder in sogenannte "Big bags " abgefüllt und zu den entsprechenden Einsatzstellen transportiert werden. Hierbei ist darauf zu achten, daß das Material während des Transports und/oder der Lagerung nicht austrocknet und möglichst rasch eingesetzt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Offenporige mineralische Schüttstoffe, dadurch
• gekennzeichnet, daß sie einen Gehalt an
5 immobilisierten Mikroorganismen aufweisen.
2. Offenporige mineralische Ξchüttstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Blähton, Blähschiefer, Lava, Bims, Perlite,
10 Ziegelsplitt oder Gemische dieser Stoffe sind.
3. Offenporige mineralische Schüttstoffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blähton und/oder Blähschiefer gebrochen ist.
15
4. Offenporige mineralische Schüttstoffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Mikroorganismen um Bakterien handelt.
20 5. Offenporige mineralische Schüttstoffe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterien Kohlenwasserstoffe umsetzen können.
6. Offenporige mineralische Schüttstoffe nach einem der 25 vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß deren Korngröße 4 bis 8 mm beträgt.
7. Mittel zur Schadstoffentfernung aus mit Schadstoffen beladenen Substraten, dadurch gekennzeichnet, daß es
30 einen Gehalt an offenporigen mineralischen
Schüttstoffen mit immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen aufweist.
8. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß 35 es sich bei den offenporigen mineralischen
Schüttstoffen um Blähton, Blähschiefer, Lava, Bims, Perlite, Ziegelsplitt oder Gemische dieser Stoffe handelt .
9. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Blähton und/oder Blähschiefer gebrochen ist.
10. Mittel nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Mikroorganismen um Bakterien handelt.
11. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterien Kohlenwasserstoffe umsetzen können.
12. Mittel nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der offenporigen mineralischen Schüttstoffe 4 bis 8 mm beträgt.
13. Verfahren zur Herstellung eines offenporigen mineralischen Schüttstoffs mit immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen mit den folgenden
Schritten:
a. Einbringen des offenporigen mineralischen Schüttstoffs in ein Reaktionsgefäß,
b. Zugabe einer Mikroorganismensuspension in das Reaktionsgefäß, sowie
c. Rühren der flüssigen Phase in dem Reaktionsgefäß mittels eines Rührwerks.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als offenporige mineralische Schüttstoffe
Blähton, Blähschiefer, Lava, Bims, Perlite, Ziegelsplitt oder Gemische dieser Stoffe eingesetzt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rühren über einen Zeitraum von 2 bis 200 Stunden, vorzugsweise 20 bis 70 Stunden, insbesondere 50 Stunden, erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß ein Fluid- Mixed-Bed-Reaktor ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk ein Propellerrührwerk ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Sauerstoffversorgung in dem Reaktionsgefäß durch die Zugabe von Wasserstoffperoxid erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffperoxid 30%ig ist.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffperoxid in Höhe des Rührwerks in das Reaktionsgefäß eingebracht wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß kontinuierlich mit einer Fermenteranlage, in welcher der Mikroorganismus kultiviert wird, verbunden ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß für die Immobilisierung anaerober Mikroorganismen ein gasdichtes, mit einem Sauerstofffreien Medium gefülltes Reaktionsgefäß verwendet wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Mikroorganismus ein kohlenwasserstoffumsetzendes Bakterium ist.
24. Verfahren zur Reinigung von schadstoffbelasteten Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß der offenporige mineralische Schüttstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder das Mittel gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12 mit den Materialien in Kontakt gebracht wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zu reinigenden Material um ein Fluid handelt.
26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zu reinigenden Material um einen Feststoff handelt.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der mit immobilisierten Mikroorganismen versehene offenporige mineralische Schüttstoff in einer Menge von mehr als 10 Volumen-%, vorzugsweise 25 bis 30 Volumen-%, bezogen auf den Feststoff, eingesetzt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zu reinigenden Material um Schlamm handelt, der vorzugsweise einen Wassergehalt zwischen 60 und 80 Volumen-% aufweist.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der mit immobilisierten Mikroorganismen versehene offenporige mineralische Schüttstoff in einer Menge von mindestens 5 Volumen-%, vorzugsweise 15 bis 30 Volumen-%, insbesondere 25 Volumen-%, bezogen auf den Schlamm, eingesetzt wird.
30. Verwendung des offenporigen mineralischen Schüttstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder des Mittels nach einem der Ansprüche 7 bis 12 oder des offenporigen mineralischen Schüttstoffs, der nach einem der in den Ansprüchen 13 bis 23 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, zur Reinigung von schadstoffbelasteten Materialien.
GEÄNDERTE ANSPRÜCHE
[beim Internationalen Büro am 24. März 1994 (24.03.94) eingegangen: ursprüngliche Ansprüche 1-30 durch geänderte Ansprüche 1-25 ersetzt; (4 Seiten)]
1. Offenporige mineralische Schüttstoffe mit einem Gehalt an immobilisierten Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, daß die offenporigen mineralischen
Schüttstoffe gebrochener Blähton, gebrochener Blähschiefer, Lava, Bims, Perlite, Ziegelsplitt oder Gemische dieser Stoffe sind.
2 . Offenporige mineralische Schüttstoffe nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Mikroorganismen um Bakterien handelt.
3. Offenporige mineralische Schüttstoffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterien
Kohlenwasserstoffe umsetzen können.
4. Offenporige mineralische Schüttstoffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß deren Korngröße 4 bis 8 mm beträgt.
5. Mittel zur Schadstoffentfernung aus mit Schadstoffen beladenen Substraten, enthaltend offenporige mineralische Schüttstoffe mit immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, daß die offenporigen mineralischen Schüttstoffe gebrochener Blähton, gebrochener Blähschiefer, Lava, Bims, Perlite, Ziegelsplitt oder Gemische dieser Stoffe sind.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Mikroorganismen um Bakterien handelt.
7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterien Kohlenwasserstoffe umsetzen können. 8. Mittel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der offenporigen mineralischen Schüttstoffe 4 bis 8 mm beträgt.
9. Verfahren zur Herstellung eines offenporigen mineralischen Schüttstoffs mit immobilisiert darauf aufgebrachten Mikroorganismen, wobei der offenporige mineralische Schüttstoff gebrochener Blähton, gebrochener Blähschiefer, Lava, Bims, Perlit, Ziegelsplitt oder ein Gemisch dieser Stoffe ist, mit den folgenden Schritten:
a. Einbringen des offenporigen mineralischen Schüttstoffs in ein Reaktionsgefäß,
b. Zugabe einer Mikroorganismensuspension in das Reaktionsgefäß, sowie
c. Rühren der flüssigen Phase in dem Reaktionsgefäß mittels eines Rührwerks.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rühren über einen Zeitraum von 2 bis 200 Stunden, vorzugsweise 20 bis 70 Stunden, insbesondere 50 Stunden, erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß ein Fluid- Mixed-Bed-Reaktor ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk ein Propellerrührwerk ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Sauerstoffversorgung in dem Reaktionsgefäß durch die Zugabe von Wasserstoffperoxid erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffperoxid 30%ig ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffperoxid in Höhe des Rührwerks in das Reaktionsgefäß eingebracht wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß kontinuierlich mit einer Fermenteranlage, in welcher der Mikroorganismus kultiviert wird, verbunden ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Immobilisierung anaerober Mikroorganismen ein gasdichtes, mit einem Sauerstofffreien Medium gefülltes Reaktionsgefäß verwendet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Mikroorganismus ein kohlenwasserstoffumsetzendes Bakterium ist.
19. Verfahren zur Reinigung von schadstoffbelasteten Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß der offenporige mineralische Schüttstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 oder das Mittel gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 mit den Materialien in Kontakt gebracht wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zu reinigenden Material um ein Fluid handelt. 21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zu reinigenden Material um einen Feststoff handelt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der mit immobilisierten Mikroorganismen versehene offenporige mineralische Schüttstoff in einer Menge von mehr als 10 Volumen-%, vorzugsweise 25 bis 30 Volumen-%, bezogen auf den Feststoff, eingesetzt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zu reinigenden Material um Schlamm handelt, der vorzugsweise einen Wassergehalt zwischen 60 und 80 Volumen-% aufweist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der mit immobilisierten Mikroorganismen versehene offenporige mineralische Schüttstoff in einer Menge von mindestens 5 Volumen-%, vorzugsweise 15 bis
30 Volumen-%, insbesondere 25 Volumen-%, bezogen auf den Schlamm, eingesetzt wird.
25. Verwendung des offenporigen mineralischen Schüttstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder des Mittels nach einem der Ansprüche 5 bis 8 oder des offenporigen mineralischen Schüttstoffs, der nach einem der in den Ansprüchen 9 bis 18 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, zur Reinigung von Schadstoffbelasteten Materialien.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0692319A1 (de) * 1994-07-15 1996-01-17 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Verfahren und Vorrichtung zum Sanieren von chemisch verunreinigtem Boden
WO1997019036A1 (en) * 1995-11-17 1997-05-29 Helsinki University Licensing Ltd. Oy Improved composting methods
EP0896830A3 (de) * 1997-08-11 2000-11-02 UFZ-UMWELTFORSCHUNGSZENTRUM Leipzig-Halle GmbH Verfahren zur kontinuierlichen Dekontamination von schadstoffbelastetem Bauschutt
FR2855512A1 (fr) * 2003-06-02 2004-12-03 Inst Francais Du Petrole Procede de traitement d'un effluent pollue par du mtbe ou du tame utilisant la souche mycobacterium austroafricanum i-2562 fixee sur un support mineral comprenant de la perlite
WO2004080620A3 (en) * 2003-03-13 2004-12-16 Enitecnologie Spa Bio-reactive permeable barrier for the degradation of organic contaminants
CN1308302C (zh) * 2001-07-10 2007-04-04 辛塔医药品有限公司 紫杉醇增强化合物
CN102190371A (zh) * 2010-03-18 2011-09-21 华东师范大学 一种厌氧氨氧化颗粒污泥的培育方法
CZ303464B6 (cs) * 2010-12-08 2012-09-26 DEKONTA, a.s. Nosný materiál pro tvorbu biofilmu
AT16097U1 (de) * 2016-12-16 2019-01-15 Schuller Burkhard Vulkangestein-Streugut für Garten-/Landschaftsbau und Agraranwendungen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0181210A2 (de) * 1984-11-08 1986-05-14 International Technology Corporation Stimulierung von Bioxydierungsverfahren in unterirdischen Formationen
DE3816679A1 (de) * 1988-05-17 1989-11-23 Int Biotech Lab Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen beseitigung von schadstoffen aus waessern
WO1990007992A1 (de) * 1989-01-14 1990-07-26 Basf Lacke + Farben Aktiengesellschaft Verfahren zur mikrobiologischen bodendekontamination

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0181210A2 (de) * 1984-11-08 1986-05-14 International Technology Corporation Stimulierung von Bioxydierungsverfahren in unterirdischen Formationen
DE3816679A1 (de) * 1988-05-17 1989-11-23 Int Biotech Lab Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen beseitigung von schadstoffen aus waessern
WO1990007992A1 (de) * 1989-01-14 1990-07-26 Basf Lacke + Farben Aktiengesellschaft Verfahren zur mikrobiologischen bodendekontamination

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0692319A1 (de) * 1994-07-15 1996-01-17 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Verfahren und Vorrichtung zum Sanieren von chemisch verunreinigtem Boden
WO1997019036A1 (en) * 1995-11-17 1997-05-29 Helsinki University Licensing Ltd. Oy Improved composting methods
US5685891A (en) * 1995-11-17 1997-11-11 Helsinki University Licensing, Ltd. Composting methods
EP0896830A3 (de) * 1997-08-11 2000-11-02 UFZ-UMWELTFORSCHUNGSZENTRUM Leipzig-Halle GmbH Verfahren zur kontinuierlichen Dekontamination von schadstoffbelastetem Bauschutt
CN1308302C (zh) * 2001-07-10 2007-04-04 辛塔医药品有限公司 紫杉醇增强化合物
WO2004080620A3 (en) * 2003-03-13 2004-12-16 Enitecnologie Spa Bio-reactive permeable barrier for the degradation of organic contaminants
FR2855512A1 (fr) * 2003-06-02 2004-12-03 Inst Francais Du Petrole Procede de traitement d'un effluent pollue par du mtbe ou du tame utilisant la souche mycobacterium austroafricanum i-2562 fixee sur un support mineral comprenant de la perlite
EP1484288A3 (de) * 2003-06-02 2008-01-23 Institut Francais Du Petrole Verfahren zur Behandlung eines mit MTBE oder TAME belasteten Abwassers unter Verwendung des Stammes Mycobacterium austroafricanum I-2562, welcher auf einem Mineralträger, der Perlite enthält, fixiert ist.
US7368278B2 (en) 2003-06-02 2008-05-06 Institute Francais Du Petrole Process for treating an effluent polluted by MTBE or TAME using the Mycobacterium austroafricanum I-2562 strain fixed on a mineral support comprising perlite
CN102190371A (zh) * 2010-03-18 2011-09-21 华东师范大学 一种厌氧氨氧化颗粒污泥的培育方法
CN102190371B (zh) * 2010-03-18 2013-01-30 华东师范大学 一种厌氧氨氧化颗粒污泥的培育方法
CZ303464B6 (cs) * 2010-12-08 2012-09-26 DEKONTA, a.s. Nosný materiál pro tvorbu biofilmu
AT16097U1 (de) * 2016-12-16 2019-01-15 Schuller Burkhard Vulkangestein-Streugut für Garten-/Landschaftsbau und Agraranwendungen

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