Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ein Problem bei der Behandlung industrieller Abw\u00e4sser und Abf\u00e4lle ist die Beseitigung von Cyaniden, die f\u00fcr ihre hohe Giftigkeit im menschlichen und tierischen Organismus bekannt sind. Im Abwasser wirken sie auch direkt als Giftstoffe, da sie mit Schwermetallen z.T. recht stabile wasserl\u00f6sliche Komplexe bilden, die ein Ausf\u00e4llen und Abtrennen der Metalle aus dem Abwasser verhindern. Dadurch k\u00f6nnen toxische Metallverbindungen in biologische Kl\u00e4ranlagen gelangen und deren Funktion beeintr\u00e4chtigen, ins Oberfl\u00e4chenwasser ausgeschleppt werden und u.U. im Laufe der Zeit auch ins Grundwasser gelangen. <\/p>\n
In vielen F\u00e4llen wird daher versucht, Produktionsverfahren auf cyanidfreie Methoden umzustellen. Dennoch kann in einigen F\u00e4llen nicht auf den Einsatz von Cyanid verzichtet werden. Vor allem in Stahlh\u00e4rtereien und edelmetallverarbeitenden Betrieben f\u00e4llt noch hochbelastetes Abwasser an. Wegen der hohen Bakterientoxizit\u00e4t ist eine biologische Behandlung mit den in Kl\u00e4ranlagen \u00fcblichen Mikroorganismen ohne vorherige Reduzierung (Entgiftung) des Cyanidgehaltes nicht m\u00f6glich.
\nZiel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung eines Kombinationsverfahrens Elektrochemie\/Biotechnologie zur Entgiftung von mit Cyaniden kontaminierten Abw\u00e4ssern.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklungsarbeit soll im Labor und in der Betriebspraxis erfolgen. Die Firma Polychemie GmbH leitet den Bau und die Erprobung einer Pilotanlage, die entsprechend den Ergebnissen der Untersuchungen der Arbeitsgruppe Angewandte Elektrochemie ausgelegt werden soll. Die Arbeitsgruppe Angewandte Elektrochemie an der TU M\u00fcnchen pr\u00fcft im Rahmen einer wissenschaftlichen Studie chemische Varianten zur oxidativen Behandlung der Cyanid-Abw\u00e4sser in kleintechnischen Versuchen. Die Biophil Gesellschaft f\u00fcr Biotechnologie, Energie und Umwelttechnik GmbH f\u00fchrt die Untersuchungen zum biologischen Teil der Behandlung durch und baut einen Reaktor (Pilotanlage) zur biologischen Abwasserbehandlung.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In dem Entwicklungsprojekt wurde die Abbaubarkeit von Cyanid mit verschiedenen Oxidationsverfahren untersucht. Ausgew\u00e4hlt wurden die Oxidation mit Wasserstofferoxid, UV aktiviertem Wasserstoffperoxid und die elektrochemische Oxidation mit speziellen b-PbO2-Anoden.
\nWasserstoffperoxid mit Kupfer und Formaldehyd als Katalysatoren war das ungeeignetste Oxidationsmittel. Der Abbau von Schwermetallcyano-Komplexen war sehr schlecht. Kaliumhexacyanoferrat konnte \u00fcberhaupt nicht oxidiert werden. Mit UV-aktiviertem Wasserstoffperoxid konnten komplexe Cyanide zerst\u00f6rt werden, jedoch nur in sehr geringen Konzentrationen. F\u00fcr stark gef\u00e4rbte Abw\u00e4sser ist das Verfahren aufgrund der geringen Eindringtiefe der Strahlung ebenfalls nicht geeignet. Am positivsten waren die Ergebnisse mit der elektrochemischen Oxidation. Selbst die stabilsten Cyano-Komplexe konnten oxidiert werden. Als problematisch stellte sich vor allem aber die beobachtete Bleikorrosion der Anoden heraus. Bei Untersuchungen mit einer Elektrolysezelle konnten im kontinuierlichen Betrieb jedoch deutlich geringere Bleikonzentrationen gemessen werden, so da\u00df praktikable L\u00f6sungsans\u00e4tze in naher Zukunft zu erwarten sind.
\nDurch Screening auf KCN-haltigen N\u00e4hrmedien ist es gelungen, aus verschiedenen cyanidhaltigen Quellen insgesamt 6 Mikroorganismenst\u00e4mme zu isolieren, die f\u00e4hig sind, Cyanidverbindungen abzubauen. Bei einer Reihe elektrochemisch vorbehandelter industrieller Abw\u00e4sser wurde der Abbau komplexer Cyanidverbindungen durch ausgew\u00e4hlte Mikroorganismen untersucht. Der Cyanidabbau wurde bestimmt durch die Ermittlung des Gesamtcyanidgehaltes w\u00e4hrend der Kultivierung der Mikroorganismen.
\nDabei konnte festgestellt werden, da\u00df der mikrobiologische Abbau der Cyano-Komplexe prinzipiell m\u00f6glich ist. Die Effektivit\u00e4t aber wird bestimmt von den Eigenschaften des jeweiligen Cyano-Komplexes und seiner im Kultivierungsmedium der Mikroorganismen vorliegenden Konzentration.
\nAls besonders gut abbaubar erwies sich der Nickel-Cyano-Komplex aus Galvanikabwasser (Galvanik I).
\nNur schwer abbaubar f\u00fcr die getesteten Mikroorganismen war der Gesamtcyanidgehalt aus unbehandeltem und behandeltem Kaliumhexacyanoferrat (Modellabwasser).
\nF\u00fcr die Untersuchungen im Fermenter wurde Modellabwasser gew\u00e4hlt, weil es in ausreichender Menge und gleichbleibender Qualit\u00e4t zur Verf\u00fcgung stand.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
– Pr\u00e4sentation auf der Achema 1997<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Am positivsten waren die Ergebnisse mit der elektrochemischen Oxidation. Selbst die stabilsten Cyano-Komplexe konnten oxidiert werden. Als problematisch stellte sich vor allem aber die beobachtete Bleikorrosion der Anoden heraus. Bei Untersuchungen mit einer Elektrolysezelle konnten im kontinuierlichen Betrieb jedoch deutlich geringere Bleikonzentrationen gemessen werden, so dass praktikable L\u00f6sungsans\u00e4tze in naher Zukunft zu erwarten sind.
\nDie \u00fcberpr\u00fcften Mikroorganismen sind prinzipiell in der Lage Metallcyano-Komplexe in Abh\u00e4ngigkeit deren Art und der vorliegenden Konzentration abzubauen. Es liegt aber kein Mikroorganismus vor, der alle Metallkomplexe gleich gut abbaut. F\u00fcr jeden Cyano-Komplex mu\u00df der entsprechende Mikroorganismus gefunden werden. F\u00fcr eine weitere Bearbeitung des Themas ist die Steigerung der Cyanidabbauleistung der jeweiligen Mikroorganismen erforderlich. Dazu ist die Optimierung der Kultivierungsbedingungen (N\u00e4hrmedienzusammensetzung, Temperatur, R\u00fchrung, Bel\u00fcftung, Vorkulturf\u00fchrung) eine wichtige Aufgabenstellung<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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