BIOCONSULTING Dr. I.Pascik

Bioabbau mit speziellen Mischkulturen


Bei der Inbetriebnahme bzw. dem Betrieb von Industriekläranlagen wird überwiegend mit adaptierten Belebtschlämmen gearbeitet. Diese können durch stufenweises Angewöhnen eines fremden Belebtschlammes auf die abzubauenden Stoffe erhalten werden. Abgesehen davon, daß dieser Vorgang bei sehr langsam abbaubaren Substanzen sogar mehrere Jahre dauern kann, können Veränderungen in der Zusammensetzung der Abwasserinhaltsstoffe zum Auswaschen der entscheidenden Stämme aus dem Bioreaktor führen, wodurch der Bioabbau ganz erheblich gestört werden kann.
Damit diese Probleme vermieden werden können und die Kläranlagen
  • hohe Eliminationsraten bei
  • hoher Prozeßstabilität
erreichen, muß zunächst die naturwissenschaftliche Seite des Bioabbaus, wie
  • Kenntnisse der chemischen Struktur der Abwasserinhaltsstoffe , sowie
  • Biochemie und Mikrobiologie des Prozesses
untersucht und geklärt werden.
Der Bioabbau von Laststoffen, die unter anderem auch substituierte organische Verbindungen enthalten, erfolgt deren chemischen Synthese ähnlich, in mehreren Schritten unter, "Mitarbeit" von mehreren, verschiedenen Mikroorganismen (Mischkultur). Dabei ist jeder Stamm für die Umwandlung bestimmter Moleküle und Substituten verantwortlich. Das Fehlen wichtiger Stämme kann nur bis zum Teilabbau und sogar zur Unterbrechung des Abbauprozesses führen, besonders wenn bei einer solchen mehrstufigen Reaktion Abbauprodukte entstehen, die auf die anderen Stämme hemmend wirken. Sind die Stämme, die für die einzelnen Abbauschritte verantwortlich sind, einschließlich ihrer Eigenschaften bekannt, so ist es möglich, für den Bioabbau einer bestimmten Verbindung und deren Abkömmlinge eine definierte Mischkultur gezielt zu kreieren.
 

Mikroskopische Aufnahme einer Mischkultur



Diese Methode basiert auf der Anzucht und ständigen Verfügbarkeit von Mischkulturen beinhaltend wichtige, auf die Laststoffe spezialisierte, bekannten Organismen in der mikrobiellen Schlammflocke, bzw. im Bioreaktor.

Nach diesem Verfahren konnten in verschiedenen, von uns konzipierten technischen und Pilotanlagen folgende Chemikalien und Produkte abgebaut wurden.

Chemikalien und Produkte, die mit unseren Verfahren im technischen und im Pilotmaßstab abgebaut wurden
Chemikalie, Produkt aliphatisch aromatisch, zyclisch aerob anaerob Industrie
Alkohole meistens leicht abbaubar

i-Propanol,Propandiole, u.a.

Phenole,

Chlorphenole

Bisphenol-A

+ + Petrochemie

Chemie

Kunststoffe

Ether Dimethylether

Penta-ethyleneglykole

Penta-i-propylglykole

Dioxan,

Tetrahydrofuran

+

+

+

+

+

+

Org. Chemie

Org. Chemie

Kunststoffe

Aldehyde, Ketone Formaldehyd

Aceton

MIBK

Furfural +

+

+

+ --

Zellstoff

Org. Chemie

Chemie, Lacke

Carbonsäuren

und Ester

Chloressigsäure

Maleinsäure

Dichlorphenoxy-essigsäure

substituierte Benzoesäuren

Dibutyl-phtalate

+ + Agrochemie

 

 

Kunststoffe

Organohalogene

(CKW ´s)

Dichlormethan(DCM)

Dichlorethan (DCE)

Chloroform

Tri- and tetrachloroethylen

Chlor-ethanol

1-Chlor-i-propanol

Dichlor-i-propanol

Dichloracetone

Chlorbenzol, Dichlorbenzole +

+

+

-

+

+

+

+

+

+

+

 

 

 

+

Org. Chemie

Kunststoffe

 

 

 

 

 

Zellstoffbleiche

Amine Ethylamin, i-Propylamin, Trimethylamin,Triethylamin

Betaine, Diethylentriamin

Triethylentetramin

Aniline,

Diaminobenzole

Diaminotoluole (TDA)

Pyridine

+

+

+

+

+

+

+

+

Org. Chemie

Zwischenprodukte

Kunststoffe

Amide Dimethylformamid(DMF)

Dimethylacetamid (DMA)

n-Methylpyrrolidone(NMP) +

+

+  
Nitroaromaten   Dinitro-toluole (DNT)

Nitro-toluidine, Nitroaniline

Nitrophenol, Nitrokresole

+

+

+

+

+

+

Isocyanate
Schwefelorganische

Verbindungen und

Farbstoffe

Dimethylsulfoxide (DMSO)

Schwefelkohlenstoff

Dimethyl-sulfid / -disulfid

Thiophenol, Benzolsulfonsäuren :

Amino-naphtalinsulfonsäuren

Amino-hidroxy-naphtalinsulfonsäuren

Amino-antrachinonsulfonsäuren

Azo- and Diazofarbstoffe,

+

+

+

+

+

 

+

 

 

+

Org. Chemie

Org. Chemie

Sulfatzellstoff

Farbstoffe

Phosphororganische

Verbindungen

Tri-alkyl-phosphite

substituierte Phosphonester

Alkanphosphonsäureester

  +

+

  Agrochemie

Heterocyclen   Morpholine, N-methyl-morpholine

Pyridine

Phtalocyanine

substituierte Triazine

+

+

+

+

 

 

 

+-

Zellstoff

Kokereien

Farben

Agrochemie

Antibiotika   Tetracycline, Bacitracin +   Pharma
Karbaminsäure- derivate Kreatinin

N-allyl-thioharnstoff

Thiurame

Guanidine

arylsubstituierte Harnstoffe +

+

+

+

   
Naturstoffe   Gelatine

Zellulose and Zellulosederivate

Ligninderivate

Stärke , Saccharide,

Proteine

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Pharmazeutika

Papier, Chemie

Zellstoff

Nahrung, Getränke

Nahrung, Leder




Kläranlage mit Anzucht und Zudosierung von Mikroorganismen



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