WO1997022560A1 - Anlage zum beseitigen von fetten und ölen - Google Patents

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WO1997022560A1
WO1997022560A1 PCT/CH1996/000451 CH9600451W WO9722560A1 WO 1997022560 A1 WO1997022560 A1 WO 1997022560A1 CH 9600451 W CH9600451 W CH 9600451W WO 9722560 A1 WO9722560 A1 WO 9722560A1
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container
container space
fat
oil
space
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PCT/CH1996/000451
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French (fr)
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Dana Horakova
Rudolf Horak
Miroslav Nemec
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Biorem Ag
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Priority to AT96942222T priority patent/ATE194971T1/de
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/343—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used for digestion of grease, fat, oil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
    • B01D17/0211—Separation of non-miscible liquids by sedimentation with baffles
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates generally to a 2x1m system for removing fats and oils, using special fat- and oil-degrading microorganisms.
  • the system can be designed for the simultaneous separation and removal of fats and oils in waste water.
  • the fats and oils in question can be of various types, for example mineral, synthetic or organic. Of particular interest here are the organic fats and oils that occur primarily in hotels, restaurants and other commercial kitchens in the wastewater.
  • the system can also be designed for the wastewater of food processing companies of all kinds, such as for slaughterhouses and butchers.
  • a fat separator because of its function, can only retain the separable parts of the lipophilic light substances, emulsified Dissolved and dispersed fat components, such as occur as a result of the detergent used and the high temperatures in the wastewater from dishwashing systems, cannot be retained.
  • the fat is in a similar state to that in the milk in which it contains Fe There are particles that are only 0 ⁇ m to 10 ⁇ m in diameter and do not float
  • a conventional fat separator should be emptied and cleaned about every two to four weeks, for which the operator of the system is responsible. Fat separators in butchers' shops should be cleaned at least once a week or at the latest when the fat storage volume is filled. Fat separators in cake operations should also be cleaned are usually emptied every 14 days. The amount of waste water and the quality of the waste water fluctuate, even among cake companies with the same amount of food being emitted. Studies have shown that due to the diversity of the dishes and their preparation, the fat content in the waste water of a hospital kitchen.
  • Figure 1 A plant for the removal of fats and oils in a perspective
  • FIG. 1 A plant for the separation and subsequent removal of fats
  • Oils in waste water in a perspective view, partially cut open;
  • FIG. 1 The system according to Figure 2 seen from the side schematically, in one
  • FIG. 4 The system according to Figure 2 seen from the left schematically, in one
  • FIG. 1 The system according to Figure 2 seen from the side schematically, in one
  • the system for the removal of fats and oils is either intended as an additional system to an existing fat separation system in order to continuously remove the grease separated therein, or as a separate system for operating a central disposal station for waste fats and oils. in which large quantities of fat separator contents from regularly pumped-out fat separators can be treated.
  • the core of the system is a container space with a liquid medium therein, in which a microbiological module is present. which includes a carrier material. which is populated with fat and oil degrading microorganisms. a metering device enables fat and oil to be metered into this container space and thus into the microorganisms present The microorganisms then degrade the fat and oil, which lowers the pH in the liquid medium in the container room. It is important that the boundary conditions for high activity of the microorganisms used can be met. In addition to the metered supply of fat and oil, the microorganisms are required also supplied air and nutrient solution
  • Such a system for the removal of fats and oils consists, as shown here as an example in FIG. I, of a square container I, which can be made of chrome steel or plastic, polypropylene being particularly well suited because it is resistant to fatty acids and also to it low pH values cannot harm anything. In the long run, no corrosion problems are to be expected.
  • the container 1 has in its interior a container space 9 which is separated from the partition 3 and contains the microbiological module in the form of a drum 20, and which Operation up to the drum axis is filled with a liquid medium.
  • the underside of this container space 9 forms a tub 11 falling towards the rear.
  • the container 9 in the tub 11 has a drain 12 at the rear.
  • This grid drum can be divided into compartments on the inside by further plastic rods. It is used to operate the system with carrier materials for fat - and old-degrading microorganisms overwhelmed.
  • the carrier materials with the microorganisms on them are alternately removed from the drum 20 by the grease-laden water and medium, the water level of which extends to about the middle of the drum shaft 29, and then again by the air above the level rotated They absorb oil and fat. which is deszradiert anismen g of the Mikroor, as described
  • a fan 36 with a non-return flap is installed in the side wall 6, which allows air to be blown into the interior of the container because the microorganisms used are aerobic and require an air supply.
  • the exhaust air is supplied to the inside of the container 1 by a pipe on the top of the overflow pipe 55 the hole at the top is blown or blown outwards by a special odor filter (not shown here).
  • the metering device for the grease and oil is implemented as follows in the example shown.
  • On the container 1 there is an inlet pipe 56 made of acid-resistant plastic for the oil to be supplied and degraded and grease, which leads inclined into the interior of the container and mounts there above the container space 9.
  • the plastic tube 57 is flexible and is connected to the underside of a larger diameter plastic tube 58, inside which an Archimedes is attached -Screw 59 is arranged, the has a shaft made of chrome steel and is also made of acid-resistant plastic.
  • This shaft is driven by a separate motor 60, which, for example, can be arranged at the upper end of the pipe 58 as shown here.
  • the lower end of the pipe 58 can now be guided in an odor-tight manner into an existing grease separator system, with its lower mouth just there slightly below of the water level in the grease separator system is to come to a end.
  • the pipe 58 is fastened by means of a bracket (not shown here).
  • the motor 60 can now be switched on, the Archimedes screw 59 conveying oil and grease upwards in the pipe 58, which then reaches the container space 9 via the tube 57, 56 and is removed there by the microbiological module.
  • a heating device in the Container space 9 can be provided, for example in the form of a heating coil.
  • a box 34 with a door is installed below the motor 22, in which a metering pump is accommodated.
  • this box there is a container door for a nutrient that is metered into the microorganisms Hose or a pipeline 35 from this box 34 into the interior of the container and there to the drum container 9 where the pipeline mounts above the drum 20.
  • a shadow box is attached, in which a programmable electrical control for the Motors 22, 60, the fan 36 and the metering pump are housed.
  • the system is sealed at the top by a cover (not shown here) which is supported by a rubber seal. Nowhere can bad smells leak out, because if the fan 36 is not running, it closes the non-return flap the container I, and when it is running, no air can flow against the fan air with odor carriers from the inside out.
  • the cover of the system can be hinged, in which case it is advantageously supported with gas springs and firmly closed at the free end by means of buckles can be.
  • the system can be easily opened for maintenance purposes and closed again in an odor-tight manner.
  • a system can be implemented in various dimensions and also with other technical solutions.
  • the metering device can be implemented, for example, by means of a pump, and the air supply can alternatively take place in that small microbubbles are blown into the container space 9 from below by means of air sieves, by floating the carrier material for the microorganisms. In this case, a rotating drum can be omitted. If necessary, several system units can be used in parallel to achieve the necessary capacity for fat and oil degradation.
  • the plant for the separation and subsequent removal of fats and oils in waste water additionally works as a fat separator in that the separable fats and oils which are deposited with the waste water float in the waste water due to gravity and thus form a layer of fat and oil on the water surface.
  • the separated fat and oil is then metered into a microbiological module, and the fats and oils are microbiologically degraded there.
  • the system can also have facilities for causing particles that are difficult to separate to accumulate due to their accumulation, and furthermore, the wastewater treated so far can inevitably flow through special material to which the fat and oil particles have a special affinity and absorb them
  • FIG. 2 the system for separating and subsequently removing the grease that has been removed, as shown in FIG. 2, is to be described. It consists of a square container 1, which can be made of chrome steel or plastic. Polypropylene is particularly well suited because it is resistant to fatty acids and even low pH values cannot harm it. No corrosion problems can be expected in the long term.
  • the system shown in the picture is one that works for one Kitchen with a capacity of about 400 meals per day is 1 30m long, 0 70m wide and 1 50m high and holds about 900 liters of wastewater. This plant dimension is by far the most needed and such a cake capacity is the one System so compact that it can be easily transported for subsequent installation in a basement through a relatively narrow staircase, as is often found in old buildings.
  • the system is dimensioned larger for other cake capacities can
  • the necessary capacity of the system is determined according to the empirical values for conventional grease separators and must be safe Make sure that even when there is a large surge of splash water, the waste water in the system has a sufficient average residence time so that the separable fats and oils can float.
  • the container 1 leads the inlet pipe 2 through which the grease-contaminated waste water flows into the container 1
  • the upper edge 4 is equipped with a kind of comb 5.
  • the entire container space 7 of the container I between the side wall 6 and the partition 3 is filled with waste water during operation.
  • the separable fat and oil components float and form a layer on the water surface.
  • this oil and fat layer flows over the edge 4 through the comb 5, so that primarily the fats and oils reach the space beyond the partition 3.
  • the comb 5 holds back any floating solids.
  • the fats and oils flow also waste water via the partition 3
  • the respective overflowing volume corresponds to the volume just flowing in through the inlet pipe 2.
  • the separable fats and oils still floating in the waste water take place in this container space 8 from above there is a separate container space 9, sealed off from the container space 8, with a partition 10, which contains a microbiological module in the torr of a drum 20.
  • this container space 9 forms a tub 11 falling towards the rear, and the container 9 in this tub 11 has one Drain 12 This leads into an overflow pipe 13 and above he this back into the container 8.
  • the mouth 14 of the overflow pipe 13 is a few centimeters above the level of the lower edge of the drain pipe 15
  • Container 1 is arranged.
  • the container space 8 has a rearward inclined floor 16 which has recesses at the rear corners or is spaced over its entire width from the side wall 17 of the container 1.
  • the space 18 below the inclined floor 16 is free here and from it the drain pipe 15 leads through the partition 3 into the container space 7, upwards and from there to a level which is slightly below the level of the inlet pipe 2 Outside.
  • the container space 7 acts as a sludge trap and sink space for any solids that get into the system with the waste water. These accumulated sludges and solids can be discharged from time to time via the discharge lines 19. If there is no further gradient for draining, a pump is connected to the drain line 19.
  • a stirring arm 24 is attached to this shaft 21 in the region of the container space 3. One or more of such stirring arms, which rotate with the axis 21, thereby keep the upper layer of grease, oil and water in the container space 7 constantly in motion.
  • This drum 20 has a drum disk 30.3 1 on both sides. and these drum disks are connected along the circumference of the disks with plastic pipes 32 or plastic round rods, so that a grid drum 20 is formed.
  • This lattice drum can be divided into compartments on the inside by further plastic rods.It is filled for the operation of the system with carrier materials for microorganisms, as will be described later, and the drum 20 then rotates these carrier materials with the microorganisms colonized thereon alternately through the grease-contaminated water. the level of which reaches about the middle of the drum shaft 29, and then through again • ⁇
  • the motor for rotating the drum has a capacity of 370 watts for this dimension of a fat separator for a kitchen with a capacity of 400 meals per day. Accordingly, about 9 kWh per day (in 24 hour operation) Energy required
  • a fan 36 with a non-return flap is installed in the side wall 6, which allows air to be blown into the interior of the container because the microorganisms used are aerobic and require an air supply.
  • the exhaust air is at its highest through a pipe on the top of the drain pipe 15 Place the existing hole 33 blown into the sewage system, or blown out through a special odor filter, not shown here.
  • Heating equipment for the container spaces 7,8 and in particular 9 foreseen hen for example in the form of a heating coil.
  • a box 34 with a door is installed, in which a metering pump is housed.
  • a container for a nutrient that is metered to the microorganisms there is a container for a nutrient that is metered to the microorganisms.
  • a hose or a pipeline 35 leads from this box into the Keep the drum and there to the drum holder 9, where the pipeline 35 mounts over the drum 20.
  • a switch box is attached in which a programmable electronic control for the motor 22, the fan 36 and the metering pump is accommodated.
  • the function of the control will be explained later.
  • the system is sealed at the top by a cover (not shown here), which is supported on a rubber seal.Now bad smells can escape from the outside, because when the fan 36 is not running, the non-return flap closes the container, and when it is running it can withstand the fan air no air to flow with odor carriers from the inside out
  • the cover of the system can be hinged, in which case it is advantageously supported with gas springs and can be securely closed at the free end by means of buckles. With such a design, the system can be easily opened and serviced for maintenance purposes be sealed odor-tight
  • FIG. 3 shows the system according to FIG. 2 in a sectional view seen from the long side.
  • the individual parts are shown schematically here and the figure shows a section through the system along the plane AA in FIG. 2.
  • the system has a cover 46 on, which rests on a rubber seal In this cover, an odor filter 47 is built in.
  • the fan 36 is indicated in the top left of the picture, which is built into the container wall 6. This blows the air through, for example, a pipe (not shown here) below in a grille in which a piece of styrofoam fits into this grille. If the fan is blown, the stucco piece is raised and the air cannot get through the grille into the inside of the container.
  • the inlet pipe 2 is shown. Through the inlet pipe 2, the grease and oil-contaminated waste water runs into the first container space 7, an impact wall 61 being arranged in front of the mouth of the inlet pipe.This prevents the incoming waste water from swelling on the Liquid surface in container space 7 forms a wave with which excessive water flows over the upper channel te 4 of the partition 3 was run into the next container room 8.
  • the baffle wall 61 is to ensure that from the freshly incoming wastewater in the container room 7 the solids and sludge initially sink and only the top layer which has previously floated up and which, together with water, primarily consists of fat and oil and flows over the upper edge 4 into the next container space 8.
  • the drive shaft 21 carries in the area of the container space 7 two rulir arms 24 which keep the upper layer of the liquid constantly in motion.
  • the level in this container space 7 is marked with a triangle 38 and is defined by the upper edge 4 of the partition 3 over this edge 4, the floating fat and oil run together with water into the next container 8.
  • the triangle 39 shows the somewhat lower water level in this container 8.
  • the drive shaft 21 carries the crimp tube 26, which is eccentrically attached to the drive shaft 21
  • An inlet channel 37 leads through the partition 10 of the drum container 9.
  • the crimp tube 26 rotates with the shaft 21, it scoops a portion of grease with its inlet mouth directed towards the rear in the figure. Oil and water If the crimp tube 26 rotates further backwards and then upwards from the position shown, the amount of liquid that flows in the crimp tube 26 flows against its pouring mouth hm and is then, when the crimp tube 26 protrudes upwards on the shaft 21, onto the inlet channel 37 poured, via which it flows into the interior of the drum container 9.
  • the drive shaft 21 drives the drum 20 via the gearwheel 27 and the gearwheel 28 underneath and keeps the drum rotating continuously.
  • the gearwheels 27, 28 are here Variant inside the drum container 9 arranged instead of in front of the partition 10
  • the drum shaft 29 is mounted on a plastic bearing 53,54.
  • the gear 27 can be shifted slightly against this hm on the drive shaft 21, so that the drum 20 can easily be removed from the bearings 53,54 can be lifted out and thus removed from the drum container 9
  • the level is indicated by the triangle 41. As can be seen, the level reaches approximately to the center of the shaft 29 which carries the drum 20. This ensures that the bearings 53, 54 of the drum shaft 29 are lubricated by the liquid.
  • the drum container 9 has a bottom at the bottom which forms an inclined channel 11.
  • an overflow pipe 13 leads back under the drum container 9 and then upwards to the axis height of the drum shaft 29
  • This mouth 14 of the Ueberiaufrohres 13 defines the level 41 in the drum container 9 below the drum container 9 is inclined he bottom 16 is built into the container 1, which has recesses 43 in the form of holes or slits.
  • slats 44 which run obliquely upwards are installed below the bottom 16 and have a surface which is affinity for grease and oil are arranged in a large number close to each other and extend over the entire inner width of the container 1.
  • a drain pipe 15 leads through the partition wall 3 and then upwards, where it passes through the container wall 6 leads to the outside
  • the lower edge of the drain pipe 15 at the point where it is led through the container wall 6 defines the level 39 in the container space 8.
  • FIG 4 the system is shown in a schematic representation in a section along the plane CC tn Figure 2
  • the crimp tube 26 is eccentrically located on the drive shaft 21.
  • the inlet mouth 45 of the crimp tube 26 describes the The circle drawn in a little further down indicates the circumference of the drum 20.
  • the pouring mouth 48 of the crimp tube 26 is directed towards the rear in the direction of the drive axis 21. Below this pouring mouth 48 of the crimp tube 26, the inlet channel 37 can be seen, through the opening 49 leads into the drum container 9.
  • the drive axle 21 can now turn on both sides.
  • the crimp tube 26 dips with its Inlet mouth 45 into the oil and fat deposited and floated in the container space 8 and scoops a portion of it, this portion may also contain water.With the triangle 39, the level in the container space 8 is indicated. If the crimp tube 26 now rotates clockwise, the flow continues scooped portion in the scoop 26 to its pouring mouth 48 and is finally poured onto the Einieitkanal 37 through which the grease, oil and water flows through the opening 49 into the drum holder 9.
  • the drive shaft 21 drives the drum 20 simultaneously and keeps it rotating because Weil it is driven by the two gear wheels (not shown here), it rotates in the opposite direction to the drive shaft 21.
  • the crimp tube 26 does nothing and the drum 21 rotates accordingly clockwise With the temporary switching of the direction of rotation can be extremely easy he way with constantly rotating drum from time to time grease and oil are scooped into the container space 9 with the drum 20.
  • the mouth 14 defines the level 41 in the drum container 9.
  • Below the drum 20 is the Drawn downward sloping can 1 1, which forms the bottom of the drum container 9
  • the outlet 12 which leads into the overflow pipe 13.
  • the system has a cover 46, which is supported on a rubber seal and in the here an odor filter 47 is installed
  • FIG. 5 shows a partial section along the plane BB of FIG. 2.
  • the level 38 in the container space 7 is shown, which is slightly higher than the level 39 in the adjoining container space 8, from which the grease and oil is skimmed off into the vertical one Part of the drain pipe 15 here is a precisely fitting pipe 50 with a bottom 51, which is permeable at the top and bottom, in which it is perforated, for example, as shown above.
  • the pipe 50 is equipped with a handle 52. Its interior is filled with a special material 42. which has the ability to accumulate or absorb fat.
  • the product MELT-BLOWN a textile composite made of polypropylene in granular form or as a tape, is suitable as a full material, manufactured by the company ECOTEXTIL.
  • FIG. 6 shows the system seen from above. All parts marked with numbers have already been described for the other figures.
  • the drain pipe 15 is designed as a square drain channel
  • the module consists of the drum container 9, which is functionally separated from the actual fat separator, and the drum 20 rotating in this container.
  • This drum 20 is filled with carrier material for special fat and oil degrading microorganisms. These aerobic microorganisms colonize this carrier material and when the drum 20 rotates they immerse themselves again and again in the liquid in which the drum 20 rotates, absorb oil and fat there and emerge again from this liquid, then move through the air and are supplied with oxygen by it. They degrade the fats and oils.
  • the water has a low pH and is led through the overflow line 13 into the container space 8 of the fat separator, where it mixes with the large amount of water located there, so that its low pH has practically no influence on the pH in the container space 8 after mixing.
  • a buffer for the temperature fluctuations is also formed. If a surge of hot water from the dishwasher flows into the system, this has practically no influence on the system Temperature in the drum holder 9 The amount of fat and oil supplied is not affected either.
  • the electrical control one arranges that the drum 20 rotates constantly, whereby the diverter arms 24 and the crimp tube 26 also rotate continuously.
  • the crimp tube 26 scoops however not most of the time
  • the electrical control is set or programmed in such a way that For example, the engine is stopped every hour and then turns a few times in the opposite direction.
  • the crimp tube 26 scoops a few portions into the drum container 9, how often this direction of rotation is reversed and how many times the crimp tube 26 should scoop, is adapted from case to case to the operating conditions of the respective kitchen and programmed with the electrical control.
  • the same is the case for the fan 36, which does not need to run continuously, but can from time to time depending on the activity required of the microorganisms To be switched on for a while under program control. This also applies to the metering pump for supplying additional nutrient solution for the microorganisms in the drum 20.
  • the specific microbiological aspects of this fat and oil degradation are disclosed below.
  • the number of microorganisms producing the enzymes which hydrolyze the ester bonds of the triazylglycerols, ie the oils and fats, is important. These enzymes are called lipases (triazylglycerol of azylhydrolase. EC 3.1 1 3) denotes In the food industry and in the chemical industry, lipases in pure form (uncapsulated or immobilized) are usually used for the hydrolysis of the triazylglycerols.
  • the microorganisms which represent the important lipase producers include lipolytic yeasts which are used very often biotechnologically Your lipolytic enzymes are species-specific.
  • the lipase synthesis in lipolytic yeasts is influenced by selected nitrogen source and often positively influenced by the presence of citrate.
  • Citric acid and in some cases also isocitric acid are the main metabolic products in the use of hydrocarbons, oils and fats as food sources for these microorganisms.
  • the accumulation of these metabolic products in the cultivation medium calls whose rapid acidification emerges
  • the hpolytic yeast Yarr ⁇ wia hpoiytica is suitable, the strain Yarrowia h ⁇ olyfica Wl proving to be particularly suitable.
  • the morphological and physiological properties of this yeast are shown below Strain Yarrowia I ⁇ olytica Wl described and explained
  • the yeast strain Yarrowia I ⁇ olynca Wl does not ferment maltose, sucrose, lactose, glucose, galactose and raffinose. It does not assimilate nitrates, but it assimilates L-lysine and erythritol. It grows at a temperature between 5 ° C and 35 ° C. It forms elliptical to oval cells in the liquid nutrient medium with oleic acid as the only carbon source. After 120 to 142 hours of cultivation, it forms pseudomycelium and real mycelium. There is no pigmentation.
  • the high resistance of Yarrowia hpoiytica Wl to the effects of external factors, the low demands on the nutrient content in the environment, the strong viability and the high lipolytic activity make it possible to use this microorganism for the biodegradation of fats and oils in closed containers to utilize continuous biodegradation of oils, fats and oil emulsions in the cleaning process of wastewater contaminated in this way.
  • the yeast strain is propagated and induced in the synthetic or organic medium in the presence of fatty acids or oils.
  • the yeast is then used to colonize synthetic carriers for the microorganisms or these are used directly in the contaminated wastewater.
  • the degradation of the oils and fats proceeds with the addition of air and with a sufficient concentration of nitrogen, whereby the ratio between the carbon contained in the oil or fat in this medium and the nitrogen must be maintained within the limits of the mass ratios 60 to 100: 1 .
  • the optimal conditions for carrying out the process for the biodegradation of oils and fats using this yeast are at a pH of the medium of between 2.0 to 5.0 and at a temperature of 20 ° C. to 35 ° C.
  • the organic or synthetic nutrient medium which forms a nitrogen and phosphorus source, mixed with other inorganic salts and trace elements as well as oleic acid or vegetable oil in a soluble form.
  • the starting pH of the cultivation medium can advantageously be adjusted to a value between 3.5 and 4.5 using citric acid.
  • the cultivation time is 24 to 72 hours
  • the end products of the biodegradation of oils and fats are carbon dioxide (CO 2 ), biomass and citric acid as the predominant metabolite.
  • CO 2 carbon dioxide
  • Other organic acids such as acetic, apple, fumaric and oxoglutaric acids can also be formed.
  • these metabolites can also be converted into citric acid or used for biomass formation in the course of the continuous fat biodegradation by the cells.
  • Ribbons or fluffy cords made of synthetic fiber, preferably polyester, are suitable as the carrier material and can be populated with the cells induced by Yarrowia hpoiytica Wl.
  • These tapes or cords are wound in sections of approximately 1.50 m on approximately 10 cm long plastic tubes made of synthetic polymers, which have a diameter of, for example, 3 cm to 4 cm.
  • the tubes consist, for example, of polyvinyl chloride, polyethylene or polypropylene. which can be divided into several rooms, is filled with such wrapped pipe sections.
  • Dan this carrier material is populated with the cells induced by Yunow, a ItpolyUca Wl, after which the system is ready for operation and the fat and oil can be supplied continuously or at intervals.
  • the medium in the drum container 9 contained NH / as a nitrogen source in a concentration of 100 mg / l to 400 mg / l.
  • the pH in the medium was between 1.02 and 3.0 within 35 weeks.
  • the temperature of the medium was between 25 ° C and 28 ° C.
  • the water on leaving the system contained oil in a concentration of 38.25 mg / l to 48.12 mg / l (gravimetric determination after extraction into the organic solvent)
  • Representatives of the species Yarrowia hpoiytica, especially the strain Yarrowia hpoiytica Wl. have good physical activity in the presence of oils and fats, similar to the presence of the emulsions of these substances in the water medium.
  • the biodegradation rate of these contaminants of the water medium by the cells of the strain Yarrowia hpoiy ⁇ tica Wl is within wide limits of the pH between 0.8 and 7.0 and at temperatures of 5 ° C to 35 ° C relatively high conditions for achieving the optimal physiological Yarrowia hpoiytica Wl activity.
  • an adequate supply of oxygen between 0.3 and 1.0 liters of air per 1 liter of wastewater and hour, secondly, a sufficient NH 4 * concentration of at least 60mg / l and thirdly a concentration of 0.1% to 3% (w / v) Fat or OI in the medium.
  • the wastewater discharged from the plant is only weakly acidified by the citric acid. It can be easily cleaned in the municipal sewage treatment plants.

Abstract

Die Anlage zum gleichzeitigen Abscheiden und Beseitigen von Fetten und Ölen in Abwässern besteht aus einem Behälter (1) mit einem Zulauf- (2) und einem Ablaufrohr (15). Im Innern ist wenigstens ein Behälterraum (7, 8) zum Abscheiden vorhanden. Davon getrennt weist die Anlage einen Behälterraum (9) auf, in dem eine Trommel (20) drehbar gelagert ist, in welcher mit öl- und fettdegradierenden Mikroorganismen besiedeltes Trägermaterial untergebracht ist. Die Trommel (20) ist elektrisch antreibbar. Es ist eine Zudosiereinrichtung vorhanden, bestehend aus einem um eine Achse (21) drehbaren Schöpfrohr (26) mit Einleitkanal, mit der Fett und Öl aus dem Behälterraum (8) dosiert dem Behälterraum (9) mit der Trommel (20) zuführbar ist. Aus dem Boden des Behälters (9) führt ein Überlaufrohr (13) ausserhalb des Behälterraumes (9) nach oben, dessen obere Mündung das Niveau im Behälterraum (9) definiert. Das gereinigte Abwasser fliesst unten ab dem Behälterraum (18) schliesslich durch das Ablaufrohr (15) nach aussen.

Description

Anlage zum Beseitigen von Fetten und Oelen
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Anlage 2x1m Beseitigen von Fetten und Oelen, wobei hierzu besondere fett- und öldegradierende Mikroorganismen zum Ein¬ satz kommen. Im besonderen kann die Anlage zum gleichzeitigen Abscheiden und Beseiti¬ gen von Fetten und Oelen in Abwassern ausgelegt sein. Bei den in Betracht kommenden Fetten und Oelen kann es sich um verschiedene Arten handeln, zum Beispiel um minerali¬ sche, synthetische oder organische. Von besonderem Interesse sind hier die organischen Fette und Oele, wie sie voraliem in Hotels, Gaststatten und anderen Grossküchenbetrieben im Abwasser anfallen. Die Anlage kann jedoch auch für die Abwasser von Lebensmittel- verarbeitenden Betrieben aller Art wie zum Beispiel für Schlachthäuser und Metzgereien konzipiert werden.
Viele Gemeinden haben zum Schutz ihrer Abwasser-Reinigungsanlagen, sowie um ein Zu¬ setzen der Kanalisationsrohre zu verhindern, Einleitebedingungen für die gewerblichen Kanalanschlussnehmer festgelegt. Der zum Beispiel in Deutschland zulassige Gehalt an organischen Fetten und Oelen pro Liter Abwasser schwankt je nach Verwaltungsbezirk fiir solche gewerblichen Betriebe zwischen 50mg und 250mg, wobei zunehmend ein Grenzwert von 50m» vorgeschrieben wird. Deshalb werden von den betroffenen Betrieben Fett¬ abscheide- Anlagen eingebaut. In Ballungszentren wird erfahrungsgemass auf etwa 500 Einwohner eine solche Fettabscheide-Anlage betrieben. Im Zusammenhang mit dem Betrieb von konventionellen Fettabscheide-Anlagen, die auf¬ grund ihrer Funktion einzig aufgrund der Schwerkraft die Fette und Oele vom Wasser abscheiden, gibt es eine Reihe von Problemkreisen Zunächst ist das tatsachliche Abscheide- vermogen der Abscheideanlagen unter den in der Betriebspraxis stark schwankenden Bedingungen oftmals geringer als es zur Einhaltung der testgesetzten Grenzwerte notig wäre Bei der Bestimmung des Gesamtgehaltes an organischen Oelen und Fetten als polare hpophtle Stoffe wird oft nicht beachtet, dass ein Fettabscheider wegen seiner Funktions¬ weise lediglich die abscheidbaren Anteile der lipophilen Leichtstoffe zurückhalten kann Emulgierte, geloste und dispergierte Fettanteile, wie sie infolge der eingesetzten Waschmit¬ tel und der hohen Temperaturen im Abwasser von Geschirrspulanlageπ vorkommen, können damit nicht zurückgehalten werden Das Fett befindet sich in einem ähnlichen Zustand wie jenes in der Milch, in welcher es Fettpartikel gibt, die bloss 0 lμm bis lOμm Durchmesser aufweisen und nicht aufschwimmen
Weiter sollte ein konventioneller Fettabscheider ca alle zwei bis vier Wochen entleert und gereinigt werden, wofiir der Betreiber der Anlage zustandig ist Fettabscheider in Metzge¬ reien sollten mindestens einmal wöchentlich oder aber spätestens bei Füllung des Fett-Spei- chervolumens gereinigt werden Fettabscheider in Kuchenbetπeben sollten in der Regel alle 14 Tage entleert werden Der Abwasseranfall und die Abwasserbeschaffenheit schwankt jedoch selbst unter Kuchenbetrieben mit anzahlmassig gleichgrossem Ausstoss von Essen Untersuchungen haben gezeigt, dass wegen der Verschiedenartigkeit der Speisen und deren Zubereitung der Fettgehalt im Abwasser einer Spitalkuche. die taglich l'OOO Essen produ¬ ziert, im Durchschnitt zum Beispiel ca. 500 mg/l betragt, wahrend er bei einer Truppenku- che bei ca 1*500 mg/l liegt, also beim Dreifachen Pro Essen rechnet man mit einem Fettan¬ fall von 3 bis 30 Gramm Je nach den Gegebenheiten des angeschlossenen Kuchenbetnebes müssen die Fettabscheider mehr oder weniger oft entleert werden Zum regelmassigen Ent¬ leeren des Fettabscheiders wird dieser geöffnet und danach wird die Sauglettung eines Ent¬ sorgungsfahrzeuges eingebracht Der beim Absaugen des Fettabscheideπnhaltes auftretende ekelerregende Gestank fuhrt dabei zu einer sehr unangenehmen Geruchsbelastigung in der unmittelbaren Umgebung der Anlage Nach dem Entleeren der Fettabscheideraniage wird diese mit Heissdampf gei einigt Diese unbedingt notigen Wartungsarbeiten sind mit Umtrie¬ ben und erheblichen und immer wieder anfallenden Kosten \erbunden Um die abzutrans- portierenden Volumina zu reduzieren, sind Fettabscheider-Systeme bekanntgeworden, bei denen das abgeschiedene Fett in gesonderte Behalter gepresst wird, sodass nur noch das eigentliche abgeschiedene Material abtransportiert und einer Entsorgung oder Wiederver¬ wertung zugeführt werden muss Trotzdem sind jedoch regelmassige teure Abtransporte notig, welche zusatzlich die Umwelt belasten
Es ist deshalb im allgemeinen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage zum Beseitigen von Fetten und Oelen egal welcher Herkunft zu schaffen, welche die sonst damit anfallenden Kosten einspart oder zumindest reduziert
Im besonderen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage zum Abschei¬ den und nachfolgenden Beseitigen von Fetten und Oelen in Abwassern zu schaffen, welche einen regelmassigen Abtransport des Fettabscheiderinhaltes oder des abgeschiedenen Fettes erübrigt und somit die damit anfallenden Kosten einspart, und welche die Geruchsbelasti- gung, die von einem herkömmlichen Fettabscheider ausgeht, eliminiert
In einer besonderen Ausführung ist es eine zusatzliche Aufgabe der Anlage zum Abscheiden und nachfolgenden Beseitigen von Fetten und Oelen in Abwassern, eine verbesserte Zu¬ rückhaltung der Fette und Oele im Abwasser zu erzielen und damit tiefere Grenzwerte an lipophilen Stoffen im ausfliessenden Abwasser zu erreichen
Die allgemeine Aufgabe wird gelost von einer Anlage zum Beseitigen von Fetten und Oelen. die sich durch die Merkmale des Patentanspruches 1 auszeichnet
Die besondere Aufgabe zur Schaffung einer Anlage zum Abscheiden und nachfolgenden Beseitigen von Fetten und Oelen in Abwassern wird gelost von einer Anlage gemäss den Merkmalen des abhängigen Patentanspruches 2
Die zusatzliche Aufgabe zur verbesserten Zurückhaltung der Fette und Oele im Abwasser wird gelost von einer Anlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des abhangigen Patent- anspniches 7 In den Zeichnungen wird sowohl eine Anlage zum blossen Beseitigen von Fetten und Oelen wie auch eine spezifische Anlage zum Abscheiden und nachfolgenden Beseitigen von Fetten und Oelen in Abwassern gezeigt Anhand dieser beispielsweisen Ausführungen werden diese Anlagen nachfolgend im einzelnen beschrieben und ihre Funktion wird erläutert.
Es zeigt
Figur 1 Eine Anlage zum Beseitigen von Fetten und Oelen in einer perspektivischen
Ansicht, teilweise aufgeschnitten;
Figur 2 Eine Anlage zum Abscheiden und nachfolgenden Beseitigen von Fetten und
Oelen in Abwässern in einer perspektivischen Ansicht, teilweise aufgeschnit¬ ten;
Figur 3 Die Anlage gemäss Figur 2 von der Seite her gesehen schematisch, in einem
Schnitt längs der Ebene A-A in Figur 2;
Figur 4 Die Anlage gemäss Figur 2 von links her gesehen schematisch, in einem
Schnitt längs der Ebene C-C in Figur 2;
Figur 5 Die Anlage gemäss Figur 2 von der Seite her gesehen schematisch, in einem
Schnitt längs der Ebene B-B in Figur 2.
Die Anlage zum Beseitigen von Fetten und Oelen ist wahlweise als Zusatzanlage zu einer bestehenden Fettabscheideanlage gedacht, um das darin abgeschiedene Fett fortlaufend zu beseitigen, oder aber als gesonderte Anlage zum Betrieb einer zentralen Entsorgestation für Abfallfette und -Oele. in denen grosse Mengen von Fettabscheiderinhalten aus regelmässig ausgepumpten Fettabscheidern behandelt werden können Kernstuck der Anlage ist ein Be¬ hälterraum mit einem flüssigen Medium darin, in dem ein mikrobiologisches Modul vorhan¬ den ist. das ein Trägermaterial einschliesst. welches mit fett- und öldegradierenden Mikro¬ organismen besiedelt ist. wobei eine Zudosiereinrichtung es ermöglicht, diesem Behälter¬ raum und somit den dann befindlichen Mikroorι*aπistnen Fett und Oel dosiert zuzuführen Die Mikroorganismen degradieren sodann das Fett und Oel, wodurch sich der pH-Wert im flüssigen Medium des Behalterraumes absenkt Wichtig ist dabei, dass die Randbedingungen für eine hohe Aktivität der eingesetzten Mikroorganismen eingehalten werden können Nebst der dosierten Zufuhr von Fett und Oel wird den Mikroorganismen bedarfsweise auch Luft und Nährlösung zugeführt
Eine solche Anlage zum Beseitigen von Fetten und Oelen besteht wie hier als Beispiel in Figur I gezeigt aus einem viereckigen Behalter I Dieser kann aus einem Chromstahl oder aus Kunststoff gebaut sein, wobei sich Polypropylen besonders gut eignet, da es resistent gegen Fettsauren ist und ihm auch tiefe pH-Werte nichts anhaben können Somit ist auch auf Dauer mit keinen Korrosionsproblemen zu rechnen Der Behalter 1 weist in seinem Inneren einen von der Trennwand 3 abgetrennten Behälterraum 9 auf, der das mikrobiologi¬ sche Modul in Form einer Trommel 20 enthält, und der im Betrieb bis zur Trommelachse von einem flussigen Medium gefüllt ist. Die Unterseite dieses Behälterraumes 9 bildet einen gegen hinten abfallenden Kännel 1 1 Hinten hat der Behalter 9 in diesem Kännel 1 1 einen Ablauf 12 Dieser führt in ein Ueberlaufrohr 55, welches aus dem Behalter 1 herausführt, wobei seine innere Unterkante beim Auslauf das Niveau des Mediums im Behalterraum 9 definiert Auf der Seite 6 des Behälters 1 ist ein Elektromotor 22 mit Winkelgetriebe 23 angeordnet, dessen Antriebswelle 21 über zwei übereinanderliegende Zahnrader 27,28 die Trommel 20 dreht Das Flussigkeitsniveau im Behalterraum 9 reicht dabei bis zur Achse des unteren Zahnrades 28 Damit ist sichergestellt, dass die Trommellager geschmiert sind und der Behalt er I stets dicht bleibt, denn die Antriebswelle 21 durchsetzt die Behalterwand 6 oberhalb des Pegelstandes der Flüssigkeit Die Trommel 20 weist auf beiden Seiten eine Trommelscheibe 30,31 auf. und diese Trommelscheiben sind längs des Umfangs der Schei¬ ben mit Kunststoffrohren 32 oder Kunststoff-Rundstäben verbunden, sodass eine Gitter¬ trommel 20 gebildet ist Diese Gittertrommel kann innen durch weitere Kunststoffstabe in Abteile unterteilt sein Sie wird für den Betrieb der Anlage mit Tragermatenalien für fett- und oldegradierende Mikroorganismen berüllt Die Tragermatenalien mit den darauf besie¬ delten Mikroorganismen werden mit der Trommel 20 abwechslungsweise durch das fettbe¬ lastete Wasser und Medium, dessen Pegelstand ja bis etwa zur Mitte der Trommelwelle 29 reicht, und dann wieder durch die Luft oberhalb des Pegels gedreht Dabei nehmen sie Oel und Fett auf. das von den Mikroorganismen deszradiert wird, wie das noch beschrieben wird In der Seitenwand 6 ist ein Ventilator 36 mit Ruckschlagklappe eingebaut, der das Einblasen von Luft in das Behalterinnere erlaubt, weil die eingesetzten Mikroorganismen aerob sind und einer Luftzufuhr bedürfen Die Abluft wird im Innern des Behälters 1 durch ein auf der Oberseite des Ueberiaufrohres 55 an dessen oberster Stelle vorhandenes Loch geblasen, oder durch einen speziellen, hier nicht eingezeichneten Geruchfilter nach aussen geblasen Die Zudosieremrichtung für das Fett und Oel ist im gezeigten Beispiel wie folgt realisiert Am Behalter 1 ist ein Einlaufrohr 56 aus säurebeständigem Kunststoff für das zugeführte und zu degradierende Oel und Fett vorhanden, das geneigt in das Behalterinnere fuhrt und dort über dem Behälterraum 9 mundet Von der Behalterwand 6 aus ist das Kunststoff-Rohr 57 flexibel ausgeführt und ist an der Unterseite eines Kunststoff-Rohres 58 mit grosserem Durchmesser angeschlossen, in dessen Innerem eine Archimedes-Schraube 59 angeordnet ist, die eine Welle aus Chromstahl aufweist und sonst ebenfalls aus säurebe¬ ständigem Kunststoff ausgeführt ist. Diese Welle wird von einem gesonderten Motor 60 angetrieben, der zum Beispiel wie hier gezeigt am oberen Ende des Rohres 58 angeordnet sein kann Das Rohr 58 kann nun mit seinem unteren Ende geruchsdicht in eine bestehende Fettabscheideranlage geführt werden, wobei sein unterer Mündungsrand dort gerade etwas unterhalb des Pegelstandes in der Fettabscheideanlage zu liegen kommen soll Das Rohr 58 wird dabei je nach Situation mittels einer hier nicht dargestellten Halterung befestigt Bedarfsweise kann nun der Motor 60 eingeschaltet werden, wobei die Archimedes- Schraube 59 Oel und Fett im Rohr 58 aufwärts fördert, das dann über das Rohr 57,56 in den Behalterraum 9 gelangt und dort vom mikrobiologischen Modul beseitigt wird. Die dabei entstehenden Stoffwechselprodukte werden über die Leitung 55 aus dem Behalter 1 hinaus und zurück in den Fettabscheider geleitet Falls die mit dem Fett und Oel zugeführte Warme sowie die Umgebungswarme nicht ausreicht, um eine genugende Temperatur für die Aktivität der Mikroorganismen sicherzustellen, kann eine Heizeinrichtung im Behalterraum 9 vorgesehen werden, zum Beispiel in Form einer Heizschlange Unterhalb des Motors 22 ist ein Kasten 34 mit Türe angebaut, in dem eine Dosierpumpe untergebracht ist Weiter befindet sich in diesem Kasten ein Behalter tür ein Nährmittel, das den Mikroorganismen dosiert zugeführt wird Hierzu führt ein Schlauch oder eine Rohrleitung 35 von diesem Kasten 34 aus in das Behalterinnere und dort zum Trommelbehalter 9. wo die Rohrleitung über der Trommel 20 mundet Auf der hier nicht einsehbaren Ruckseite der Anlage ist ein Schattkasten angebaut, in dem eine speicherprogrammierbare elektrische Steuerung für die Motoren 22,60, den Ventilator 36 und die Dosierpumpe untergebracht ist Die Anlage wird oben durch einen hier nicht eingezeichneten Deckel, der auf einer Gummidichtung lagert, dicht verschlossen Nirgends können somit üble Gerüche nach aussen treten, denn wenn der Ventilator 36 nicht lauft, verschliesst die Ruckschlagklappe den Behalter I, und wenn er lauft, vermag gegen die Ventilatorluft keine Luft mit Geruchstragern von innen nach aussen zu strömen Der Deckel der Anlage kann scharnierend ausgeführt sein, wobei er dann vorteilhaft mit Gasfedern abgestutzt ist und am freien Ende mittels Schnallen fest verschlossen werden kann. Mit einer solchen Ausführung kann die Anlage zu Wartungszwecken leicht geöffnet und wieder geruchsdicht verschlossen werden. Eine derartige Anlage kann dem Prinzip nach in verschiedensten Dimensionen und auch mit anderen technischen Losungen ausgeführt werden. Die Zusdosiereinπchtung kann zum Beispiel mittels einer Pumpe realisiert werden und die Luftzufuhr kann als Alternative dadurch erfolgen, dass mit Hilfe von Luftsieben kleine Mikrobiäschen von unten in den Behälterraum 9 eingeblasen werden, indem das Trägermaterial für die Mikroorganismen schwimmt. In diesem Fall kann eine drehende Trommel entfallen. Im Bedarfsfall können mehrere Anlage-Einheiten parallel geschaltet eingesetzt werden, um die notige Kapazität für die Fett- und Oeldegradation zu erreichen.
Die Anlage zum Abscheiden und nachfolgenden Beseitigen von Fetten und Oeien in Abwas¬ sern arbeitet zusatzlich selbst als Fettabscheider, indem die mit dem Abwasser eingetragenen abscheidbaren Fette und Oele aufgrund der Schwerkraft im Abwasser aufschwimmen und somit an der Wasseroberflache eine Fett- und Oelschicht bilden. In gleicher Weise wird dann das abgeschiedene Fett- und Oel einem mikrobiologischen Modul dosiert zugeführt, und die Fette und Oele werden dort mikrobiologisch degradiert. Zusatzlich kann die Anlage noch über Einrichtungen verfügen, um schwer abscheidbare Partikel durch deren Akkumu¬ lation zum Aufschimmen zu bringen, und weiter kann das soweit behandelte Abwasser zwangsweise durch spezielles Material durchströmen, zu welchem die Fett- und Oelpartikel eine besondere Affinität aufweisen und sie aufsaugen
im folgenden soll die Anlage zum Abscheiden und nachfolgenden Beseitigen des abgeschie¬ denen Fettes, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, beschπeben werden Sie besteht aus einem viereckigen Behalter 1 Dieser kann aus einem Chromstahl oder aus Kunststoff t∑ebaut sein. wobei sich Polypropylen besonders gut eignet, da es resistent gegen Fettsauren ist und ihm auch tiefe pH- Werte nichts anhaben können Somit ist auch auf Dauer mit keinen Korro- sionsproblemen zu rechnen Bei der im Bild gezeigten Anlage handelt es sich um eine, die für eine Küche mit einer Kapazität von etwa 400 Essen pro Tag dimensioniert ist Sie ist 1 30m lang, 0 70m breit und 1 50m hoch und fasst etwa 900 Liter Abwasser Diese Anla¬ gen-Dimension ist die weitaus am meisten benotigte und tür eine solche Kuchenkapazitat ist die Anlage so kompakt, dass sie zum nachtraglichen Einbau in einem Kellergeschoss auch durch einen relativ engen Treppenabgang, wie er in alten Gebäuden oft anzutreffen ist, pro¬ blemlos transportiert werden kann Es versteht sich, dass die Anlage für andere Kuchen- kapazitaten entsprechend grösser dimensioniert werden kann Das notige Fassungsvermö¬ gen der Anlage wird gemäss den Erfahrungswerten für konventionelle Fettabscheider bestimmt und muss sicherstellen, dass auch bei grossem Schwallwasseranfail das Abwasser in der Anlage eine genugende mittlere Verweilzeit aufweist, damit die abscheidbaren Fette und Oele aufschwimmen können In den Behalter 1 führt das Einlaufrohr 2, durch welches das fettbelastete Abwasser in den Behalter 1 strömt Im Behalteπnnern ist eine erste Trenn¬ wand 3 angeordnet, deren Oberkante 4 mit einer Art Kamm 5 ausgerüstet ist. Der ganze Behalterraum 7 des Behalters I zwischen der Seiteπwand 6 und der Trennwand 3 ist im Betrieb mit Abwasser gefüllt In diesem Behaltertetl 7 schwimmen die abscheidbaren Fett- und Oelanteile auf und bilden an der Wasseroberflache eine Schicht. Diese Oel- und Fett¬ schicht überströmt im Betrieb die Kante 4 durch den Kamm 5, sodass in erster Linie die Fette und Oele in den Raum jenseits der Trennwand 3 gelangen Der Kamm 5 halt dabei allfallig aufschwimmende Feststoffe zurück Mit den Fetten und Oelen strömt naturlich auch Abwasser über die Trennwand 3 Das jeweils überströmende Volumen entspricht dem gerade durch das Einlaufrohr 2 einströmenden Volumen Im hinter der Trennwand 3 befind¬ lichen Behalterraum 8 erfolgt emeut eine Abscheidung der noch im Abwasser schwebenden abscheidbaren Fette und Oele In diesem Behalterraum 8 von oben eingebaut befindet sich ein gegenüber dem Behalterraum 8 abgedichteter, gesonderter Behalterraum 9 mit einer Trennwand 10, welcher ein mikrobiologisches Modul in Torrn einer Trommel 20 enthalt Die Unterseite dieses Behalterraumes 9 bildet einen gegen hinten abfallenden Kännel 1 1 Hinten hat der Behalter 9 in diesem Kännel 1 1 einen Ablauf 12 Dieser führt in ein Ueber- laufrohr 13 und über dieses zurück in den Behalter 8. wobei die Mundung 14 des Ueberiauf¬ rohres 13 einiue Zentimeter oberhalb des Niveaus der Unterkante des Abflussrohres 15 des Behälters 1 angeordnet ist. Unterhalb des Kännels 1 1 weist der Behälterraum 8 einen nach hinten geneigten Boden 16 auf, der an den hinteren Ecken Ausnehmungen aufvveist oder über seine ganze Breite von der Seitenwand 17 des Behälters 1 beabstandet ist. Der Raum 18 unterhalb des geneigten Bodens 16 ist hier frei und von ihm aus führt das Abflussrohr 15 durch die Trennwand 3 in den Behalterraum 7, in diesem nach oben und von dort auf einem Niveau, das geringfügig unterhalb vom Niveau des Zulaufrohrs 2 liegt, nach aussen. Der Behälterraum 7 wirkt als Schlammfang und Sinkraum für allfällige Feststoffe, die mit dem Abwasser in die Anlage gelangen. Diese angesammelten Schlämme und Feststoffe können über die Ablass-Leitungen 19 von Zeit zu Zeit abgelassen werden. Falls zum Ablassen kein weiteres Gefälle vorhanden ist, wird an der Ablassleitung 19 eine Pumpe angeschlossen. Längs durch die Behälterräume 7 und 8 bis hin zur Trennwand 10 des Behälters 9 erstreckt sich eine Antriebswelle 21, die aus Edelstahl gefertigt ist. Sie wird angetrieben von einem Elektromotor 22 mit Winkelgetriebe 23. Im Bereich des Behälterraumes 3 ist an diese Welle 21 ein Rührarm 24 angebaut. Einer oder mehrere solcher Rührarme, die sich mit der Achse 21 mitdrehen, halten dadurch die obere Schicht von Fett, Oel und Wasser im Behalterraum 7 ständig in Bewegung. Es hat sich gezeigt, dass diese Massnahme dem Aufschwimmen der Fette und Oele einerseits, sowie dem Absinken der Feststoffe und Schlämme andrerseits, sehr förderlich ist. In der Mitte ist auf der Trennwand 3 ein Zwischenlager 25 für die Welle 21 montiert. Im Bereich des Behälterraumes 8, das heisst zwischen der Trennwand 3 und der Trennwand 10 des Behälters 9 ist an der Antriebswelle 21 ein Schöpfrohr 26 angebaut, dessen Funktion noch erklärt wird. Am Ende der Welle 21 ist ein Kunststoff-Zahnrad 27 auf einer Verstärkungsplatte 40 an der Trennwand 10 montiert. Dieses greift in ein gleich- grosses, darunter angeordnetes Zahnrad 28 ein. Dieses Zahnrad 28 ist mit einer Welle 29 aus Kunststoff verbunden, welche die Trommelachse einer Trommel 20 bildet, die sich im Behälterraum 9 befindet. Diese Trommel 20 weist auf beiden Seiten eine Trommelscheibe 30.3 1 auf. und diese Trommelscheiben sind längs des Umfangs der Scheiben mit Kunststoft- rohren 32 oder Kunststoff-Rundstäben verbunden, sodass eine Gittertrommel 20 gebildet ist. Diese Gittertrommel kann innen durch weitere Kunststoffstäbe in Abteile unterteilt sein Sie wird für den Betrieb der Anlage mit Trägermaterialien für Mikroorganismen befüllt, wie das noch beschrieben wird, und die Trommel 20 dreht dann diese Trägermaterialien mit den darauf besiedelten Mikroorganismen abwechslungsweise durch das fettbelastete Wasser. dessen Peuelstand bis etwa zur Mitte der Trommelwelle 29 reicht, und dann wieder durch •Ό
die Luft oberhalb des Pegels Der Motor zum Drehen der Trommel weist für diese Dimen¬ sion eines Fettabscheiders für eine Küche mit einer Kapazität von 400 Essen pro Tag eine Leistung von 370 Watt auf Entsprechend werden pro Tag (im 24 Stunden-Betrieb) ca 9kWh elektπsche Energie benotigt In der Seitenwand 6 ist ein Ventilator 36 mit Ruck¬ schlagklappe eingebaut, der das Einblasen von Luft in das Behalterinnere erlaubt, weil die eingesetzten Mikroorganismen aerob sind und einer Luftzufuhr bedürfen Die Abluft wird durch ein auf der Oberseite des Abflussrohres 15 an dessen höchster Stelle vorhandenes Loch 33 in die Kanalisation geblasen, oder durch einen speziellen, hier nicht eingezeichneten Gerυchfilter nach aussen geblasen Falls die mit dem Fett und Oel zugeführte Warme sowie die Umgebungs warme nicht ausreicht, um eine genugende Temperatur für die Aktivität der Mikroorganismen sicherzustellen, kann eine Heizeinπchtuπg für die Behalterraume 7,8 und insbesondere 9 vorgesehen werden, zum Beispiel in Form einer Heizschlange. Unterhalb des Motors 22 ist ein Kasten 34 mit Türe angebaut, in dem eine Dosierpumpe untergebracht ist Weiter befindet sich in diesem Kasten ein Behalter für ein Nährmittel, das den Mikroorganismen dosiert zugeführt wird Hierzu führt ein Schlauch oder eine Rohrleitung 35 von diesem Kasten aus in das Behalteπnnere und dort zum Trommelbehalter 9, wo die Rohrleitung 35 über der Trommel 20 mundet Auf der hier nicht einsehbaren Rückseite der Anlage ist ein Schaltkasten angebaut, in dem eine speicherprogrammierbare elektπsche Steuerung für den Motor 22, den Ventilator 36 und die Dosierpumpe untergebracht ist. Die Funktion der Steuerung wird spater noch erklart. Die Anlage wird oben durch einen hier nicht eingezeichneten Deckel, der auf einer Gummidichtung lagert, dicht verschlossen Nirgends können üble Gerüche nach aussen treten, denn wenn der Venitilator 36 nicht lauft, verschliesst die Ruckschlagklappe den Behalter, und wenn er lauft, vermag gegen die Ventilatorluft keine Luft mit Geruchstragern von innen nach aussen zu strömen Der Deckel der Anlage kann scharnierend ausgeführt sein, wobei er dann vorteilhaft mit Gasfedern abgestutzt ist und am freien Ende mittels Schnallen fest verschlossen werden kann Mit einer solchen Ausführung kann die Anlage zu Wartungszwecken leicht geöffnet und wieder geruchsdicht verschlossen werden
Die Figur 3 zeigt die Anlage gemäss Figur 2 in einer Schnittansicht von der Längsseite her gesehen Die einzelnen Teile sind hier schematisiert dargestellt und die Figur zeigt einen Schnitt durch die Anlage längs der Ebene A-A in Figur 2 Die Anlage weist einen Deckel 46 auf, der auf einer Gummidichtung lagert In diesem Deckel ist hier ein Geruchfilter 47 ein¬ gebaut Links oben im Bild ist der Ventilator 36 angedeutet, der in die Behalterwand 6 ein¬ gebaut ist Dieser blast die Luft zum Beispiel über ein hier nicht dargestelltes Rohr von unten in ein Gitter, in dem ein in dieses Gitter passendes Stuck Styropor liegt Blast der Ventilator so wird das Stvroporstuck angehoben und die Luft kann durch das Gitter in das Behalterinnere gelangen Blast der Ventilator nicht, so liegt das Stvroporstuck auf der Ventilatorrohrmundung auf und verschhesst sie Unter dem Ventilator 36 ist das Einlaufrohr 2 dargestellt Durch das Emlaufrohr 2 lauft das fett- und olbelastete Abwasser in den ersten Behalterraum 7, wobei vor der Mundung des Einlaufrohres eine Prallwand 61 angeordnet ist Diese verhindert, dass sich bei einem Schwall von einlaufendem Abwasser an der Flus- sigkeitsoberflache im Behalterraum 7 eine Welle bildet, mit der ubermassig viel Wasser über die Oberkante 4 der Trennwand 3 in den nächsten Behalterraum 8 laufen wurde Vielmehr soll die Prallwand 61 sicherstellen, dass aus dem frisch einlaufenden Abwasser im Behalter¬ raum 7 zunächst die Feststoffe und Schlamme absinken und nur die zuvor aufgeschwom¬ mene oberste Schicht, die nebst Wasser voraliem aus Fett und Oel besteht, über die Ober¬ kante 4 in den nächsten Behalterraum 8 fliesst. Die Antriebswelle 21 tragt im Bereich des Behälterraumes 7 zwei Rulirarme 24, welche die obere Schicht der Flüssigkeit standig in Bewegung halten Der Pegelstand in diesem Behalterraum 7 ist mit einem Dreieck 38 einge¬ zeichnet und wird von der Oberkante 4 der Trennwand 3 definiert Ueber diese Kante 4 lauft das aufgeschwommene Fett und Oel zusammen mit Wasser in den nächsten Behalter¬ raum 8 Mit dem Dreieck 39 ist der etwas niedrigere Pegelstand in diesem Behalterraum 8 dargestellt Im Bereich des Behalterraumes 8 tragt die Antriebswelle 21 das Schopfrohr 26, das exzentπsch an der Antriebswelle 21 befestigt ist Durch die Trennwand 10 des Trom¬ melbehalters 9 führt oben ein Einleitkanal 37 Wenn sich das Schopfrohr 26 mit der Welle 21 dreht, schöpft es mit seiner im Bild gegen hinten gerichteten Einlaufmundung eine Por¬ tion Fett. Oel und Wasser Dreht das Schopfrohr 26 aus der gezeigten Position weiter gegen hinten und dann aufwärts, so fliesst die geschöpfte Flussigkeitsmenge im Schopfrohr 26 gegen seine Λusgussmundung hm und wird dann, wenn das Schopfrohr 26 aut der Welle 21 gegen aufwärts ragt, auf den Einlaufkanal 37 gegossen, über den sie in das Innere des Trommelbehalters 9 fliesst Die Antriebswelle 21 treibt über das Zahnrad 27 und das darunterliegende Zahnrad 28 die Trommel 20 an und halt diese standig in Drehung Im Unterschied zur Fu∑ur 2 sind hier die Zahnrader 27,28 als Variante im Innern des Trommel- behalters 9 angeordnet statt vor der Trennwand 10 Auf beiden Seiten ist die Trommel welle 29 auf einem Kunststofflager 53,54 gelagert Das Zahnrad 27 kann auf der Antriebswelle 21 etwas gegen diese hm verschoben werden, sodass danach die Trommel 20 leicht aus den Lagern 53,54 herausgehoben und somit aus dem Trommelbehalter 9 entfernt werden kann Im Trommelbehalter 9 ist der Pegeistand durch das Dreieck 41 angezeigt Wie man sieht, reicht der Pegelstand etwa bis zur Mitte der Welle 29, welche die Trommel 20 tragt Dadurch wird sichergestellt, dass die Lager 53,54 der Trommeiwelle 29 durch die Flüssig¬ keit geschmiert werden Der Trommelbehalter 9 hat unten einen Boden, der einen geneigten Kännel 1 1 bildet Vom Ablauf 12 im Kännel 11 führt em Ueberlaufrohr 13 unter dem Trommelbehalter 9 zurück und dann aufwärts bis zur Achsenhohe der Trommelwelle 29 Diese Mundung 14 des Ueberiaufrohres 13 definiert den Pegelstand 41 im Trommelbehalter 9 Unterhalb des Trommelbehalters 9 ist ein geneigter Boden 16 in den Behalter 1 einge¬ baut, der Ausnehmungen 43 in Form von Lochern oder Schlitzen aufweist Im hier gezeig¬ ten Bild sind unterhalb des Bodens 16 schräg nach oben verlaufende Lamellen 44 eingebaut, die eine für Fett und Oel affine Oberflache aufweisen Sie sind in einer Vielzahl nahe neben¬ einander angeordnet und erstrecken sich über die ganze Innenbreite des Behalters l Vom Bereich dieser Lamellen 44, der den Behalterraum 18 bildet, führt ein Ablaufrohr 15 durch die Trennwand 3 hindurch und dann nach oben, wo es durch die Behalterwand 6 nach aussen führt Die Unterkante des Ablaufrohres 15 an der Stelle, wo es durch die Behalter¬ wand 6 geführt ist, definiert den Pegelstand 39 im Behalterraum 8 Unten links am Behalter I sieht man noch eine Ablass-Leitung 19 mit Hahn für die Schlämme und Feststoffe, die sich im Behalterraum 7 ansammeln
In Figur 4 ist die Anlage in schematischer Darstellung in einem Schnitt längs der Ebene C-C tn Figur 2 gezeigt Diese Darstellung hilft zu verstehen, wie das Schopfrohr 26 funktioniert Das Schopfrohr 26 sitzt exzentrisch auf der Antriebswelle 21. Die Einlaufmundung 45 des Schopfrohres 26 beschreibt dabei den eingezeichneten Kreis Der etwas weiter unten einge¬ zeichnete Kreis deutet den Umfang der Trommel 20 an Die Ausgussmundung 48 des Schopfrohrs 26 ist gegen hinten in Richtung der Antriebsachse 21 gerichtet Unterhalb die¬ ser Ausgussmundung 48 des Schopfrohres 26 ist der Einleitkanal 37 zu sehen, der durch die Oeffnung 49 in den Trommelbehalter 9 führt Die Antriebsachse 21 kann nun beidseits dre¬ hen Dreht sie im gezeigten Bild im Uhrzeigersinn, so taucht das Schopfrohr 26 mit seiner Einlaufmundung 45 in das im Behalterraum 8 abgeschiedene und aufgeschwommene Oel und Fett und schöpft davon eine Portion ab, wobei diese Portion auch Wasser enthalten mag Mit dem Dreieck 39 ist der Pegelstand im Behalterraum 8 angedeutet Dreht nun das Schopfrohr 26 im Uhrzeigersinn weiter, so fliesst die geschöpfte Portion im Schopffohr 26 zu seiner Ausgussmundung 48 und wird schliesslich auf den Einieitkanal 37 ausgegossen, über den das Fett, Oel und Wasser durch die Oeffnung 49 in den Trommeibehalter 9 fliesst Die Antriebswelle 21 treibt gleichzeitig die Trommel 20 an und halt sie in Drehung Weil sie über die zwei hier nicht eingezeichneten Zahnrader angetrieben wird, dreht sie sich in um¬ gekehrtem Drehsinn zur Antriebswelle 21 Dreht sich nun die Antriebswelle 21 im gezeigten Bild hingegen im Gegenuhrzeigersinn, so schöpft das Schopfrohr 26 nichts und die Trom¬ mel 21 dreht sich entsprechend im Uhrzeigersinn Mit der zeitweisen Umschaitung des Drehsinns kann in höchst einfacher Weise bei standig drehender Trommel ab und zu portio¬ nenweise Fett und Oel in den Behalterraum 9 mit der Trommel 20 geschöpft werden Rechts im Bild sieht man das Ueberlaufrohr 13, dessen Mundung 14 den Pegelstand 41 im Trommelbehalter 9 definiert Unterhalb der Trommel 20 ist der nach hinten abwärts geneigte Kännel 1 1 eingezeichnet, welcher den unteren Boden des Trommelbehalters 9 bildet An der tiefsten Stelle befindet sich der Ablauf 12, der in das Ueberlaufrohr 13 führt Die Anlage weist einen Deckel 46 auf, der auf einer Gummidichtung lagert und in den hier ein Geruchfilter 47 eingebaut ist
In Figur 5 ist ein Teilschmtt längs der Ebene B-B von Figur 2 dargestellt Gezeigt ist hier das Niveau 38 im Behalterraum 7, das geringfügig hoher ist als der Pegelstand 39 im aπschliessenden Behalterraum 8, von dem das Fett und Oel abgeschöpft wird In den senk¬ rechten Teil des Ablaufrohres 15 ist hier ein passgenaues Rohr 50 mit Boden 51 gesteckt, das unten und oben durchlassig ist, in dem es dort wie dargestellt zum Beispiel perforiert ist Oben ist das Rohr 50 mit einem Griff 52 ausgestattet Sein Inneres ist gefüllt mit einem speziellen Mateπal 42. das die Fähigkeit hat, Fett zu akkumulieren beziehungsweise aufzu¬ saugen Als Fullmatenal eignet sich zum Beispiel das Produkt MELT-BLOWN ein Textil- verbundstoff aus Polypropylen in Granulatform oder als Band, hergestellt durch die Firma ECOTEXTIL. 277 1 1 Horήatky un Neratovic, Tschechische Republik Ein Gramm dieses Stoffes etwa 12 bis 18 Gramm Fett zu akkumulieren Beim Durchströmen des Rohres ς0 werden somit die noch nicht abgeschiedenen oder auch nicht abscheidbare Fett- und Oelpartikel von diesem Material weitgehend eingefangen und zurückgehalten Wenn die Kapazität des Materials erschöpft ist, kann das Rohr 50 am Griff 52 herausgezogen werden Das Material wird dann ausgeleert und durch neues ersetzt Das ol- und fetthaltige Material wird recykliert, indem es ausgepresst oder zentrifugiert wird. Zusatzlich können Lösungs¬ mittel zum Extrahieren der Fett- und Oelstoffe verwendet werden Das durch die Recyklie- rung anfallende Fett und Oel kann in den Behalterraum 8 der Anlage gegeben werden
Die Figur 6 zeigt die Anlage von oben gesehen. Alle mit Ziffern bezeichneten Teile wurden bereits zu den anderen Figuren beschrieben. Im Unterschied zu Figur 2 ist hier das Ablauf¬ rohr 15 als viereckiger Ablaufkanal ausgebildet
Diese Anlage gemäss Figur 2 bis 6 wirkt nicht nur als Fettabscheider, sondern sie beseitigt das abgeschiedene Fett und Oel mittels des mikrobiologischen Moduls, das nun genauer beschrieben und erläutert wird. Das Modul besteht aus dem vom eigentlichen Fettabscheider funktional abgetrennten Trommelbehälter 9 und der in diesem Behälter drehenden Trommel 20. Diese Trommel 20 ist mit Trägermaterial für spezielle fett- und öldegradiereπde Mikroorganismen gefüllt. Diese aeroben Mikroorganismen besiedeln dieses Tragermaterial und bei Drehung der Trommel 20 tauchen sie immer wieder in die Flüssigkeit, in der sich die Trommel 20 dreht, nehmen dort Oel und Fett auf und tauchen wieder aus dieser Flüs¬ sigkeit auf, bewegen sich dann durch die Luft und werden von dieser mit Sauerstoff ver¬ sorgt. Dabei degradieren sie die Fette und Oele. Anlagentechnisch ist es sehr wichtig, dass dieser Degradationsprozess unter ständig etwa gleichen Bedingungen erfolgen kann, das heisst in einer bestimmten Bandbreite für die Temperatur und den pH-Wert des flussigen Mediums im Trommelbehälter 9. Hierzu ist es wichtig, dass die pro Zeit zugeführte Menge von Fett und Oel sich in einer bestimmten Bandbreite bewegt und am besten etwa konstant gehalten wird. Das ist der wesentliche Kern für das erfolgreiche Funktionieren einer mikro¬ biologischen Degradation in einer solchen Anlage. Die Losung zur Sicherstellung dieser Randbedingungen ist dadurch realisiert, dass die Mikroorganismen in der besagten Trommel in einem vom eigentlichen Fettabscheider getrennten Behalter wirken, indem die notigen Bedingungen über die Zeit standig aufrechterhalten werden können. Diesem mikrobiologi¬ schen Modul wird im wesentlichen nur das zu degradierende Fett und Oel zugeführt, wenngleich dabei auch etwas Wasser mit zugeführt wird Das bei der Degradation entste- hende Wasser weist einen tiefen pH-Wert auf und wird durch die Ueberlaufleitung 13 in den Behalterraum 8 des Fettabscheiders geführt, wo es sich mit der dort befindlichen grossen Wassermenge vermischt, sodass sein geringer pH-Wert praktisch keinen Einfluss auf den pH-Wert im Behalterraum 8 nach der Vermischung hat Durch die Abtrennung des Trom¬ melbehalters 9 vom restlichen Teil der Anlage wird auch ein Puffer für die Temperatur- Schwankungen gebildet Wenn ein Schwall von heissem Wasser aus dem Geschirrspüler in die Anlage einfhesst, so hat das praktisch keinen Einfluss auf die Temperatur im Trommel¬ behalter 9 Auch die Menge an zugeführtem Fett und Oel wird dadurch nicht beeinflusst Mit der elektrischen Steuerung richtet man es so ein, dass die Trommel 20 standig dreht, wobei auch die Ruhrarme 24 und das Schopfrohr 26 standig drehen Das Schopfrohr 26 schöpft jedoch die meiste Zeit nicht Mit einer Zeitschaltung wird die elektrische Steuerung so eingestellt bzw programmiert, dass zum Beispiel in jeder Stunde der Motor angehalten wird, und er dann ein paar Mal in umgekehrter Richtung dreht Dabei schöpft das Schopfrohr 26 ein paar Portionen in den Trommelbehalter 9 Wie oft diese Umkehrung des Drehsinnes erfolgt und wie viele Male das Schopfrohr 26 jeweils schöpfen soll, wird von Fall zu Fall an die Betnebsbedingungen der jeweiligen Küche angepasst und mit der elektri¬ schen Steuerung programmiert Das gleiche ist der Fall für den Ventilator 36 Dieser braucht nicht standig zu laufen, sondern kann je nach der geforderten Aktivität der Mikro¬ organismen von Zeit zu Zeit für eine Weile programmgesteuert eingeschaltet werden Wei¬ ter gilt das auch für die Dosierpumpe zum Zuführen von zusatzlicher Nährlösung für die Mikroorganismen in der Trommel 20.
Die spezifisch mikrobiologischen Aspekte dieser Fett- und Oel-Degradation werden nach¬ folgend offenbart Die Zahl der die Enzyme produzierenden Mikroorganismen, welche die Esterbindungen der Triazylglyzerine hydrolysieren, d h der Ole und Fette, ist bedeutend Diese Enzyme werden als Lipasen (Triazylglyzerin der Azylhydrolase. EC 3.1 1 3) be¬ zeichnet In der Nahrungsmittelindustrie sowie in der chemischen Industrie werden Lipasen in reiner Form (entkapseit oder immobilisiert) üblicherweise zur Hvdrolvse der Triazylgly¬ zerine benutzt Zu den Mikroorganismen, welche die bedeutenden Lipasenproduzenten dar¬ stellen, gehören lipolytische Hefen, die biotechnologisch sehr oft ausgenutzt werden Ihre lipolytischen Enzyme sind artenspezifisch Sie können durch verschiedene Tπazvlglyzeπne oder Olsaure induziert werden Die Lipasensvnthese bei lipolvtischen Hefen wird durch die gewählte Stickstoffquelle sowie durch das Vorhandensein von Zitrat häufig positiv beein¬ flußt Die Zitronensaure und in einigen Fallen auch die Isozitronensaure stellen Hauptstoff- wechselprodukte bei der Ausnutzung von Kohlenwasserstoffen, Ölen und Fetten als Nah¬ rungsquelle für diese Mikroorganismen dar Die Anhäufung dieser Stoffwechselprodukte im Kultivierungsmedium ruft dessen rasche Azidifikation hervor Als besonders geeigneter Mikroorganismus tür diese vorliegende Anlage zum Beseitigen von organischen Oelen und Fetten bietet sich die hpolytische Hefe Yarrυwia hpoiytica an, wobei sich der Stamm Yarrowia hμolyfica Wl als besonders geeignet erweist Nachfolgend werden die morpho¬ logischen und physiologischen Eigenschaften dieses Hefen-Stammes Yarrowia Iφolytica Wl beschrieben und erläutert Der Hefen-Stamm Yarrowia Iφolynca Wl vergart Maltose, Saccharose, Laktose, Glukose, Galaktose und Raffinose nicht. Er assimiliert keine Nitrate, hingegen assimilert er L-Lysin und Erythritol Er wachst bei einer Temperatur von zwischen 5°C und 35°C. Im flussigen Nährmedium mit Olsaure als einzige Kohlenstoffquelle bildet er ellipsenförmige bis ovale Zellen Nach 120 bis 142 Stunden Kultivierung bildet er Pseudomyzelium und echtes Myzelium. Es erfolgt keine Pigmentation Zum Wachstum im synthetischen Medium erfordert er weder das Vorhandensein von Vitaminen noch irgend¬ welche Wachstumsstimulatoren. Dieser Stamm ist gegen Nystatin empfindlich Gegen pH- Medium-Veranderungen und Veränderungen der Ionenkraft im Medium ist er dagegen wenig empfindlich Wenn er kurzfristig Extremtemperaturen ausgesetzt ist, sowie bei einem vorübergehenden Sauerstoffdefizit im Medium, überlebt er sehr gut. Er besitzt ein sehr gutes Vermögen, an der Oberflache der Fett-Teilchen zu haften. Er produziert den Emulsifikationsstoff, der die Oberflache der degradierten Ole und Fette zur Besiedlung mit Hefe vergrößert Er besiedelt sehr gut synthetische Trager mit geeignet elektrisch geladener Oberflache und gegliederter sowie nichtgegliederter Oberflachenstruktur Bei dieser Hefe Yarrowia hfwfyiica. insbesondere beim Stamm Yarrowia Iφolytica Wl (Harrison) van der Walt et von Arx handelt es sich um die amorphe Form von CanJula hpoiytica (Harrison), Diddens et Lodder Dieser Mikroorganismus wurde aus einem mit Erdöl kontaminierten Boden in der Nahe einer Erdolquelle in Hodonin. Tschechische Republik, isoliert und am 16 April 1996 bei der Tschechischen Sammlung von Mikroorganismen unter der Nummer CCM 4510 deponiert und unter der gleichen Nummer wurde ein Lebensfahigkeitszeugnis ausgestellt Die Anschrift dieser international anerkannten Hinterlegungsstelle nach dem Budapester Vertrag lautet CCM - Czech Collection of Microorganisms Masaryk University, Tvrdeho 14, CR-602 00 Brno Eine Kopie der Empfangsbescheinigung (Receipt in the case of an Original Deposit) und eine Kopie der Lebensfahigkeitsbescheinigung (Viability Statement) sind als Anhang 1 und Anhang 2 der Beschreibung beigefügt
Die hohe Widerstandsfähigkeit von Yarrowia hpoiytica Wl gegen die Wirkung von Aussenfaktoren, die niedrigen Ansprüche an den Nährstoffgehalt in der Umgebung, die starke Lebensfähigkeit und die hohe lipolytische Aktivität ermöglichen es daher, diesen Mikroorganismus zur Biodegradation von Fetten und Ölen in geschlossenen Behaltern so¬ wie zur kontinuierlichen Biodegradation von Ölen, Fetten und Ölemulsionen im Reini- gungsprozess von auf diese Weise kontaminierten Abwassern auszunutzen. Zunächst wird der Hefen-Stamm im synthetischen oder organischen Medium unter Anwesenheit von Fett¬ säuren oder Ölen vermehrt und induziert. Mit der Hefe werden dann synthetische Trager für die Mikroorganismen besiedelt oder diese werden direkt im kontaminierten Abwasser verwendet. Die Degradation der Öle und Fette verläuft unter Zufuhr von Luft und bei einer genügenden Konzentration von Stickstoff, wobei das Verhältnis zwischen dem Kohlenstoff, enthalten im Öl oder Fett in diesem Medium, und dem Stickstoff in den Grenzen der Massenverhältnisse 60 bis 100 : 1 einzuhalten ist. Die Optimalbedingungen zum Durchführen des Verfahrens zur Biodegradation von Ölen und Fetten mittels dieser Hefe liegen bei einem pH- Wert des Mediums von zwischen 2,0 bis 5,0 und bei einer Temperatur 20°C bis 35°C. Zur Aufbereitung und Induktion von Yarrowia Hpoiytica Wl eignet es sich, das organische oder synthetische Nährmedium, welches eine Stickstoff- und Phosphorquelle bildet, in lösli¬ cher Form mit weiteren anorganischen Salzen und Spurenelementen sowie Ölsäure oder Pflanzenöl versetzt zu benutzen. Der pH- Ausgangswert des Kultivierungsmediums kann vorteilhaft mit Zitronensäure auf einen Wert zwischen 3,5 und 4,5 eingestellt werden. Unter intensiver Durchlüftung mit 0,3 bis 1,0 Liter Luft je 1 Liter Medium pro Stunde bei einer Temperatur von 25°C bis 30°C beträgt die Kultivierungsdauer 24 bis 72 Stunden
Die Endprodukte der Biodegradation der Ole und Fette sind dabei Kohlendioxid (CO2), Biomasse und Zitronensäure als überwiegender Metabolit. Entstehen können dabei auch andere organische Säuren wie Essig-, Apfel-, Fumar- und Oxoglutarsäuren Diese Metabo¬ liten können jedoch im Verlauf der kontinuierlichen Fettbiodegradation durch die Zellen ebenfalls in Zitronensaure umgesetzt oder zur Biomassebildung genutzt werden Der Vorteil dieses Verfahrens zur Biodegradation von Fetten und Ölen liegt vor allem darin, daß die entstehenden Metaboliten primär nicht toxisch sind und durch die übliche Mikroflora der biologischen Abwasserkläranlagen problemlos abgebaut werden können Weil der verwen¬ dete Mikroorganismus aus der natürlichen Umwelt isoliert wurde und genetisch unverändert belassen wurde, sowie weil er zu den Arten der unpathogenen Hefen mit breitem Einsatz in der Nahrungsmittelindustrie (Herstellung der Zitronensaure, Aufbereitung der Nah- rungsmittelproteasen und -lipasen etc.) gehört, besteht keine Gefahr eines negativen Einflus¬ ses auf die Umwelt oder auf die Gesundheit des Menschen.
Als Tragermaterial eignen sich Bänder oder flauschige Schnure aus synthetischer Faser, vorzugsweise aus Polyester, die mit den von Yarrowia hpoiytica Wl induzierten Zellen besiedelt werden können. Diese Bänder oder Schnure werden in Abschnitten von etwa 1.50m auf etwa 10cm lange Kunststoff-Röhrchen aus synthetischen Polymeren gewickelt, die einen Durchmesser von zum Beispiel 3cm bis 4cm aufweisen Die Röhrchen bestehen zum Beispiel aus Polyvinylchlorid, Polyethylen oder Polypropylen Die Trommel 20 der Anlage, die in mehrere Räume unterteilt sein kann, wird mit solchen umwickelten Rohrab- schr.itten befüllt. Dan,; wird dieses Trägeririaterial mit den durch Yunow,a ItpolyUca Wl induzierten Zellen besiedelt, wonach die Anlage betriebsbereit ist und das Fett und Oel kon¬ tinuierlich oder in zeitlichen Intervallen zugeführt werden kann. Anlässlich von praktischen Versuchen mit der Anlage enthielt das Medium im Trommelbehälter 9 als Stickstoffquelle NH/ in einer Konzentration von 100 mg/l bis 400 mg/l. Der pH-Wert im Medium stellte sich innerhalb von 35 Wochen zwischen 1,02 und 3,0 ein Die Temperatur des Mediums bewegte sich zwischen 25°C und 28°C. Das Wasser beim Austritt aus der Anlage enthielt Ol in einer Konzentration von 38,25 mg/l bis 48,12 mg/l (gravimetrische Bestimmung nach der Extraktion ins organische Losemittel)
Vertreter der Art Yarrowia hpoiytica, insbesondere der Stamm Yarrowia hpoiytica Wl. weisen bei Anwesenheit von Ölen und Fette eine gute hpoiytische Aktivität auf, ähnlich wie bei Anwesenheit der Emulsionen dieser Stoffe im Wassermedium. Die Biodegradationsrate dieser Kontaminanten des Wassermediums durch die Zellen des Stammes Yarrowia hpoiy¬ tica Wl liegt in breiten Grenzen des pH- Wertes zwischen 0,8 und 7,0 und bei Temperaturen von 5°C bis 35°C relativ hoch Bedingungen zur Erreichung der optimalen physiologischen Aktivität von Yarrowia hpoiytica Wl sind. Erstens eine ausreichende Sauerstoffzuführ in Grenzen zwischen 0,3 und 1,0 Liter Luft pro 1 Liter Abwasser und Stunde, zweitens eine genugende NH4 *-Konzentration von wenigstens 60mg/l und drittens eine Konzentration von 0,1% bis 3% (w/v) Fett oder OI im Medium. Das aus der Anlage entlassene Abwasser wird durch die Zitronensäure nur sehr schwach angesäuert. Es kann ohne weiteres in den kommunalen Abwasserklaranlagen gereinigt werden.

Claims

Patentansprüche
1 Anlage zum Beseitigen von Fett und Oel mit einem Behalterraum (9), in dem mit fett- und oldegradierenden Mikroorganismen besiedeltes Tragermaterial vorhanden ist, wobei sie eine Zudosiereinrichtung (56-60,26,37) aufweist, mittels welcher Fett und Oel dem Behälterraum (9) dosiert zuführbar ist
2. Anlage nach Anspruch 1 zum Abscheiden und nachfolgenden Beseitigen von Fetten und Oelen in Abwässern, mit einem Behälter (1) mit einem Zulauf- (2) und einem Ablaufrohr (15), dessen Inneres wenigstens einen Behälterraum (7,8) zum Abscheiden aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen davon getrennten Behalterraum (9) aufweist, in dem mit Fett- und Oel-degradierenden Mikroorganismen besiedeltes Trä¬ germaterial vorhanden ist, und dass sie eine Zudosiereinrichtung (26) aufweist, mittels welcher abgeschiedenes Fett und Oel aus dem Behälterraum (8) dem Behälter (9) dosiert zufuhrbar ist.
3 Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Behalterraum (9) eine Trommel (20) drehbar gelagert ist, in welcher das besiedelte Trägermaterial unterge¬ bracht ist, wobei die Trommel (20) elektrisch antreibbar ist, dass die Zudosiereinrich¬ tung (26,37) durch ein um eine Achse (21) drehbares Schöpfrohr (26) mit Einleitkanal (37) gebildet ist, und dass aus dem Boden des Behälterraumes (9) ein Ueberlaufrohr ( 13) ausserhalb des Behälterraumes (9) nach oben führt, dessen obere Mündung (14) das Nievau im Behälterraum (9) bestimmt
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ventilator (36) mit Rückschlagklappe aufweist, mit dem Luft in das Innere des des Behalterraumes (9) einblasbar ist, oder dass eine Sauerstoff- oder Luftzuführein¬ richtung vorhanden ist, mittels derer Luft oder Sauerstoff in feinen Mikroblaschen unten in den Behälterraum (9) einpumpbar ist, und dass der Behalter (1) zur Entlüf¬ tung einen Geruchfilter (47) oder eine Oeffnung im durch den Behalter ( 1) verlaufen¬ den Ablaufrohr (55; 15) aufweist, und dass sie einen Behalter mit Dosierpumpe zur bedarfsweisen Zuführ von Nährlösung in den Behalterraum (9) für die fett- und oide- gradierenden Mikroorganismen aufweist, sowie dass sie eine speicherprogrammier¬ bare elektrische Steuerung aufweist, mittels der die Zudosierung von Fett und Oel, die Zuführ von Luft oder Sauerstoff und die Zudosierung von NH/ in den Behalterraum (9) regelbar ist
5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial im Behälterraum (9) aus einer Vielzahl von mit Polyesterschnuren bewickelten Kunststoff-Röhrchen besteht, die mit der Hefe Yarrowia Hpoiytica Wl der Hinterlegung CCM 4510 besiedelt sind, und dass ein Behälter mit Dosieφumpe zur bedarfsweisen Zuführ von NH/ als Stickstoffquelle in den Behälterraum (9) für die Fett- und Oel-degradierenden Mikroorganismen vorhanden ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behalter
(I) im Anschluss an das Einlaufrohr (2) zunächst einen Behalterraum (7) zur Abscheidung und als Sinkstofffaum für Schlämme und Feststoffe aufweist, daran anschliessend durch eine Trennwand (3) abgetrennt einen Behälterraum (8) mit niedrigerem Pegel (39) zur weiteren Abscheidung, aus welchem mit der Zudosiereinrichtung (25,37) abgeschiedenes Oel und Fett entnehmbar ist, dann den durch eine Trennwand ( 10) und einen Kännelboden ( 1 1) vom Behälterraum (8) abgetrennten Behälterraum (9), in dem mit fett- und όldegradierenden Mikroorganismen besiedeltes Trägermaterial vorhanden ist, und aus dessen Boden
( I I) ein Ueberlaufrohr (13) im Behalterraum (8) oberhalb des Pegels (39) im Behälterraum (8) mündet.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Behälterraumes (8) und von diesem mit einem geneigten und durchlässigen Boden ( 16) abgetrennt in einem Behälterraum (18) eine Reihe von eng nebeneinander und schräg angeordneten Lamellen (44) mit ölanziehender Oberflache angeordnet sind, durch welche das mittels Abscheidung gereinigte Abwasser zwangsweise strömen muss, bevor es in das Ablaufrohr ( 15) gelangt, und dass das Ablaufrohr ( 15) durch einen Behalter (50) führt, dessen Inneres mit einem Material (42) gefüllt ist, das die Fähigkeit hat, Fett zu akkumulieren beziehungsweise aufzusaugen, wonach das Ablaufrohr (15) aus dem Behalter ( 1) herausführt
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behalter (50) ein mit einem Boden (51 ) verschlossenes Rohr (50) ist, das an beiden Enden durchlassig ist und durch eine Oeffhung passgenau in den aufsteigenden Teil des Ablaufrohres (15) gestellt ist und mit Material (42) gefüllt ist, das die Fähigkeit hat, Fett zu akkumulie¬ ren beziehungsweise aufzusaugen
Anlage nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosiereinrichtung aus einem Rohr (58) mit Archimedes-Schraube (59) besteht, die von einem Motor (60) antreibbar ist, und dass von diesem Rohr (58) ein Rohr (57,56) in den Behälterrraum (9) abzweigt und dort mündet, sowie dass aus dem Behälter¬ raum (9) ein Ueberlaufrohr (55) hinausführt, dessen Steighöhe den Pegelstand im Behälterraum (9) definiert.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie oben mit einem Deckel (46), der auf einer Gummidichtung ruht, geruchsdicht ver¬ schlossen ist, wobei der Deckel (46) scharnierend aufschwenkbar und mitteis Gas¬ federn gestutzt ist.
GEÄNDERTE ANSPRUCHE
[beim Internationalen Büro am 22. Mai 1997 (22.05.97) eingegangen ; ursprung l iche Ansprüche 1 , 2 und 3 geändert ; a l le we iteren Ansprüche unverändert ( 1 Se ite ) ]
1 Anlage zum Beseitigen von Fett und Oel, mit einem Behalterraum (9) zur Aufiiahme eines flussigen Mediums, aus welchem Behalterraum (9) über einen unten liegenden Ablauf (12) ein aufsteigendes Ueberlaufrohr (55) führt, das ausserhalb des Behalter¬ raumes (9) mundet, sodass dessen innere Unterkante beim Auslauf das Niveau des Mediums im Behalterraum (9) definiert, wobei im Behalterraum (9) mit fett- und öl- degradierenden Mikroorganismen besiedeltes Tragermaterial vorhanden ist, und wei¬ ter dass eine Zudosiereinrichtung (56-60,26,37) mit speicheφrogrammierbarer Steue¬ rung vorhanden ist, mittels weicher Fett und Oel aus einem anderen Behalter dem Be¬ halterraum (9) oberhalb seines Medium-Niveaus dosiert zuführbar ist
2. Anlage nach Anspruch 1 zum Abscheiden und nachfolgenden Beseitigen von Fetten und Oelen in Abwassern, bestehend aus einem Behalter (1) mit einem Zulauf- (2) und einem Ablaufrohr (15), dadurch gekennzeichnet, dass dessen Inneres wenigstens einen Behalterraum (7,8) zum Abscheiden der Fette und Oele aus dem zulaufenden Abwas¬ ser aufweist, und weiter einen davon getrennten Behalterraum (9), in dem mit fett- und όl-degradierenden Mikroorganismen besiedeltes Tragermaterial vorhanden ist.
3 Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Behalterraum (9) eine Trommel (20) drehbar gelagert ist, in welcher das besiedelte Tragermaterial unterge¬ bracht ist, wobei die Trommel (20) elektrisch antreibbar ist, und dass die Zudosierein¬ richtung (26,37) durch ein um eine Achse (21) drehbares Schopfrohr (26) mit Ein¬ leitkanal (37) gebildet ist
4 Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ventilator (36) mit Rückschlagkiappe aufweist, mit dem Luft in das Innere des des Behalterraumes (9) einblasbar ist, oder dass eine Sauerstoff- oder Luftzuführein¬ richtung vorhanden ist, mittels derer Luft oder Sauerstoff in feinen Mikrobiäschen unten in den Behälterraum (9) einpumpbar ist, und dass der Behalter (1) zur Entlüf¬ tung einen Geruchfilter (47) oder eine Oeffhung im durch den Behalter (1) verlaufen¬ den Ablaufrohr (55,15) aufweist, und dass sie einen Behalter mit Dosierpumpe zur
GEÄNDERTES BUTT (ARTIKEL 19) IN ARTIKEL 19 GENANNTE ERKLÄRUNG
Von den ursprunglich eingereichten Patentansprüchen wurden die Patentansprüche 1 bis 3 geändert und gegenüber dem aus der internationalen Recherche bekanntgewordenen Stand der Technik abgegrenzt. Um die Bedingungen für die mikrobiologische Degradation der Fette und Oele in vorgegebenen Bandbreiten sicher einhalten zu können, ist es wesentlich, dass der Behalterraum (9), der ein flüssiges Medium und die fett- und öldegradierenden Mikroorganismen enthalt, vom zu behandelnden Abwasserstrom abgetrennt ist Das ist dadurch realisiert, dass der Behalterraum (9) keinen Zulauf hat, sondern das zu degradierende Oel und Fett über eine spezielle Zudosiereinrichtung gezielt von oben zugeführt wird Aus dem Behalterraum (9) führt über einen unten liegenden Ablauf (12) ein aufsteigendes Ueberlaufrohr (55), das ausserhalb des Behälterraumes (9) mundet und dessen Mündung somit das Niveau des Mediums im Behalterraum (9) definiert Die Temperatur, der pH-Wert sowie der Nährstoffgehalt für die Mikroorganismen in diesem flüssigen Medium können daher dank der dosierten Zufuhr von zu degradierendem Oel und Fett einerseits, sowie bei Bedarf von NH/ als Stickstoffquelle andrerseits, in bestimmten Grenzen gehalten werden Hierzu wird diesem Behälterraum (9) mittels einer Zudosiereinrichtung mit speicheφrogrammierbarer Steuerung praktisch ausschliesslich Fett und Oel zudosiert, und also nicht einfach fett- und όlbelastetes Wasser. Dadurch kann sichergestellt werden, dass im Abwasser allfällig vorhandene Stoffe, wie zum Beispiel gewisse Detergenten, die für die Mikroorganismen in zu hoher Konzentration schädlich waren, dem Behalterraum (9) nicht zugeführt werden, sondern nur die zuvor abgeschiedenen Fette und Oele Diese wiederum werden aus einem vorgeschalteten Behälter, der gewissermassen als Schutzpuffer wirkt, dem Behalterraum (9) nur von Zeit zu Zeit und in einer solchen Menge zudosiert, dass deren Abbau von den dort vorhandenen Mikroorganismen ohne weiteres bewältigt werden kann Bei der Degradation wird der pH- Wert betrachtlich reduziert und entsprechend weist das Medium im Behalterraum (9) permanent einen viel tieferen pH- Wert auf als es der Abwasserstrom aufweisen durfte. Weil jedoch nur jeweils gerade soviel saures Medium aus dem Behälterraum (9) über dessen Ueberlauffnundung (14) in den gesamten Abwasserstrom gelangt wie dem Behalterraum (9) gerade Oel und Fett zugeführt wird, wird der pH-Wert des Abwasserstroms kaum verändert.
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