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Untersuchungen zur biologischen Reinigung cyanwasserstoffhaltiger Abluftströme (Cyanidelimination)
(2009)
Abgase aus Flammkaschierprozessen können hohe Konzentrationen an Cyanidverbindungen enthalten, von denen dem Cyanwasserstoff bezüglich der Ökotoxizität die größte Bedeutung zukommt. Eine kostengünstige und effiziente Alternative zu herkömmlichen chemisch physikalischen Verfahren bietet die biologische Abluftreinigung, deren Funktionstüchtigkeit bereits unter Einsatz der cyanidverwertenden Mischkultur KS-7D nachgewiesen werden konnte. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden mit einem Laborrieselbettreaktor Versuche zur biologischen Cyanwasserstoffelimination mit täglicher Substratzuführung durchgeführt und dabei das Systemverhalten bezüglich der Cyanidelimination bei Einsatz eines textilen Aufwuchsträgers aus Polypropylen und eines granulären Trägermaterials aus Polypropylen- und Viskosefasern getestet. Weiterhin wurden über einen 15-wöchigen Zeitraum die Effizienz und die Stabilität des Abbauverhaltens zweier Großanlagen zur Cyanidelimination untersucht. Um einen Eindruck von der Mikroflora der Anlagen zu erhalten, wurden anhand einfacher mikrobiologischer Methoden zur Differenzierung Mikroorganismen untersucht, welche aus den Umlaufwässern der Anlagen isoliert wurden. Mit dem textilen Aufwuchsträger konnten 38,1 mg Cyanid zu 77,9 % eliminiert werden, mit dem Granulat wurden 31,7 mg Cyanid zu 79,0 % abgebaut. Bei beiden Großanlagen konnten während der 15-wöchigen Versuchsdauer keine ausreichend effizienten Abscheidegrade festgestellt werden, wobei bei beiden Anlagen zum Teil höhere Cyanidkonzentrationen in der Reinluft als in der Rohluft gemessen wurden. In den Umlaufwässern beider Anlagen konnten jeweils 4 voneinander unterscheidbare cyanidtolerante bzw. cyanidverwertende Mikroorganismenspezies nachgewiesen werden.
Die Flammkaschierung ist ein wichtiger Bereich in der Textilindustrie. Durch die unerwünschte Freisetzung von Cyanverbindungen stellen die Produktionsvorgänge der Flammkaschierung jedoch eine erhebliche Umweltbelastung dar. Damit der vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit angegebene Grenzwert für Cyanverbindungen eingehalten werden kann, sind Abluftreinigungsverfahren zu entwickeln. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurden weiterführende Untersuchungen im Bereich der mikrobiellen Cyanidelimination durchgeführt. Ein Ziel war es, Systemverluste bei Laborversuchen zu minimieren, um Aufschlüsse über den eigentlichen mikrobiologischen Abbau von Cyanid geben zu können. In einem einwöchigen Sterilansatz, welcher mit destilliertem Wasser durchgeführt wurde, konnten zwischen 90 % und 100 % an Cyanid wiedergefunden werden. Die Versuche mit Nährlösung zeigten Wiederfindungswerte zwischen 40 % - 60 %. Zum anderen wurde die Substratverwertung der Mikroorganismen an Pilot- und Großanlagen untersucht, um Aussagen über Wechselwirkungen zwischen den Substanzen wie Ammonium, Nitrat, Phosphat und Fruktose treffen zu können. Hierbei wurde gezeigt, dass in den Pilotanlagen keine Nitrifikanten enthalten waren.