Das Projekt "Behandlung von organisch kontaminierten Fluiden aus der Bodenreinigung mit Hilfe extrem thermophiler Mikroorganismen (SFB 188/B7)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Bioprozess- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Bei hoeheren Temperaturen (60-90 Grad C.) steigt die Loeslichkeit und damit die Bioverfuegbarkeit von hydrophoben organischen Verbindungen in Wasser. Eine Bodenreinigung bei hoeheren Temperaturen wuerde also schon rein physikalisch einen Vorteil bringen. Hinzu kommt, dass verbesserte Diffusion bei den hoeheren Temperaturen sowie eine geringere Viskositaet und schnellerer Stofftransport fuer einen Prozess auf hoeherem Temperaturniveau sprechen, wenn auch der Schadstoffabbau biologisch erfolgen soll. In den vergangen Jahren wurden nun zunehmend Mikroorganismen bekannt, die in dem genannten Temperaturbereich ihre optimalen Wachstumsbedingungen finden. Auf Grund der Bedingungen, unter denen diese Mikroorganismen isoliert wurden, sind hier interessante Abbauleistungen jedoch kaum zu finden. Daher wurde mit der eigenen Isolierung von extrem thermophilen Mikroorganismen aus kontaminierten Standorten begonnen. Benzoat, Phenol, Naphthalin und synth. Dieseloel konnten von den Mikroorganismen als alleinige Kohlenstoff und Energiequelle genutzt werden. Das Screening nach oelabbauenden Mikroorganismen wird fortgesetzt. In enger Kooperation zwischen Mikrobiologen und Ingenieuren der Verfahrenstechnik sollen nun Verfahren entwickelt werden, die extrem thermophile Mikroorganismen fuer die Bodenreinigung nutzbar machen. Dabei koennen die innerhalb der Gruppe bestehenden Erfahrungen mit thermophilen Mikroorganismen (Isolierung, Suche nach speziellen Abbauleistungen, Enzymcharakterisierung), Fermentationssystemen (hochdichte Kulturen), Abwassereinigung (Biogasanlagen) und auch erste Ergebnisse der Immobilisierung von thermophilen Mikroorganismen genutzt werden. Auf dieser Basis aufbauend wird erwartet, dass die vorgeschlagene Technik auf dem Gebiet der Bodenreinigung eine wichtige Ergaenzung zu bestehenden Techniken (Bodenwaschung) werden koennte.
Das Projekt "Anaerobe mikrobielle Reduktion von Schwefeldioxid aus Rauchgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Regensburg, Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie, Lehrstuhl Mikrobiologie und Archaeenzentrum durchgeführt. Da Schwefeldioxid als ein wesentlicher Verursacher des sauren Regens gilt, ist es notwendig, dieses aus den Rauchgasen industrieller Prozesse zu entfernen. Derzeit wird dazu ein Prozess verwendet, bei dem die Rauchgase mit Hilfe von Kalziumcarbonat unter der Bildung von Gips gereinigt werden. Der entstandene Gips stellt in der Regel jedoch ein Abfallprodukt dar. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer biologischen Rauchgasentschwefelung, in der als Endprodukt elementarer Schwefel entsteht, der als Wertstoff wiederverwendet werden kann. Unsere Untersuchungen dienen der Suche und Optimierung von dafuer geeigneten Mikroorganismen, die dafuer bei erhoehten Temperaturen (50-65 Grad C) Sulfit zu Schwefelwasserstoff reduzieren koennen, die erste Stufe in dem gesamten Konzept. Dabei konnte bereits ein Mikroorganismus isoliert werden, der in einer Pilotanlage (2 MW) ausgezeichnete Umsatzraten lieferte und als Grundlage eines gerade eingereichten Patentes dient.
Das Projekt "Reinigung industrieller Abwaesser unter Einsatz thermophiler Mikroorganismen und Enzyme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Bioprozess- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Eine Vielzahl organisch verunreinigter, industrieller Abwaesser fallen als heisse Prozessstroeme an. Die Entwicklung eines Verfahrens zur direkten biologischen Abwasserreinigung unter Ausnutzung des Abbaupotentials thermophiler Mikrorganismen haette wesentliche Vorteile gegenueber mesophilen Verfahren. Das Loeslichkeitsverhalten der Verunreinigungen sowie der uebergang von fester zu fluessiger Phase bei hoeherer Temperatur gelten als vorteilhaft fuer die Abbaubarkeit von schwerloeslichen Substraten wie z.B. Fetten. Stofftransportvorgaenge werden erleichtert und eine bessere Energiebilanz ist zu erwarten, da aufwendiges Kuehlen der Abwasserstroeme ueberfluessig waere. Gleichzeitig erfolgt eine weitgehende Hygienisierung des Ueberschussschlammes. Bei einem Screening-Programm nach geeigneten thermophilen Mikroorganismen wurde z.B. ein Organismus isoliert, welcher bis 70 Grad C. auf Olivenoel gutes Wachstum zeigt und grosse Mengen fettspaltenden Enzyms (Lipase) produziert. Eine erste Anwendung dieses Mikroorganismus wird hier kurz am Beispiel der aerob-thermophilen Behandlung von Wollwaschwasser beschrieben. Dieses Abwasser aus der Wollentfettung zeichnet sich durch einen hohen Fettgehalt aus und gilt wegen der vermeintlichen schlechten biologischen Abbaubarkeit seiner Inhaltsstoffe als besonders problematisch. Das Wollwaschwasser faellt aus dem Prozess mit Temperaturen von 55-65 Grad C. an und ist daher praedestiniert fuer ein thermophiles Verfahren. Bei den durchgefuehrten Experimenten zur aerob-thermophilen Behandlung des Wollwaschwassers stellte sich bei 65 Grad C. bereits nach kurzer Zeit eine stabile Biomasse und ein konstanter TOC (total organic carbon)- Abbaugrad von 50 Prozent ein. Auch ergab sich dabei, dass ein aerobes Verfahren in Bezug auf ausreichenden Sauerstoffeintrag durchaus zu verwirklichen ist. In diesem Zusammenhang war bereits gezeigt worden, dass der Sauerstoff Eintrag bei hohen Temperaturen wesentlich guenstiger verlaeuft, als es die Temperaturabhaengigkeit der O2-Loeslichkeit in Wasser vermuten laesst. Theoretische Berechnungen sowie Messungen zwischen 30 Grad C. und 90 Grad C. ergaben, dass dafuer die ueberproportionale Zunahme des Diffusionskoeffizienten mit steigender Temperatur entscheidend ist. Neben der weiteren Entwicklung eines Verfahrens zur thermophilen Behandlung fetthaltiger Abwaesser wird eine detaillierte Charakterisierung der thermophilen Lipase angestrebt.
Das Projekt "Isolierung extrem thermophiler, oelabbauender Mikroorganismen und Erforschung der extrazellulaeren Enzyme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Bioprozess- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Extrem thermophile Mikroorganismen koennen eine Vielzahl von interessanten Enzymen, wie z.B. Lipasen, oelabbauende Enzyme, produzieren. Zur Optimierung des geringen Wachstums dieser Bakterien werden Kultivierungstechniken eingesetzt, die zu besonders hohen Zelldichten fuehren. Der Einfluss verschiedener Parameter auf das Zellwachstum, die Enzymsynthese und die Enzymaktivitaet sollen als Voraussetzung fuer die Isolierung, Reinigung und Charakterisierung der verschiedenen Lipasen untersucht werden. Weiterhin dienen diese Untersuchungen zur Aufklaerung einiger grundlegender Fragen ueber funktionellen Eigenschaften und Stabilitaet oelabbauender Enzyme unter extremen Bedingungen. Resultierend aus den Ergebnissen dieses Projektes sollen die neu isolierten Mikroorganismen bei industriellen Verfahren Anwendung finden und die thermostabilen Lipasen zum oelabbau eingesetzt werden.
Das Projekt "Optimierung des Kompostierungsprozesses, um die gesundheitsschaedlichen Pathogenen zu beseitigen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universite de Neuchatel, Faculte des Sciences, Institut de Botanique, Laboratoire de Microbiologie durchgeführt. The main objectives of the research are to simultaneously optimise the thermogenic phase of the composting process, in order to maximise the hygienization (elimination of allergenic and pathogenic micro-organisms) and to improve the efficiency of the thermophilic microorganism association and its diversity. This will ensure an efficient degradation and maturation, avoiding the phytotoxicity hazards. It should enable to give guidelines to collectivities, industries and privates for the establishment of composting places, for the choice of the composting system, and for its management, in order to warrant a good composting process with a high hygienic security. The knowledge about specific compost bacteria can be useful to optimize composting of industrial wastes, bioremediation (co-composting of contaminated soils), degradation of xenobiotics, and utilization of thermostable enzymes for agroalimentary and other industrial applications.