202462. lajstromszámú szabadalom • Többlépcsős biokonverziós eljárás nagy szervesanyagtartalmú hulladékok ártalmatlanítására és feldolgozására

*

1 HU 202462 B 2

A találmány tárgya többlépcsős biokonverziós eljárás nagy szervesanyag-tartalmú (mezőgazdasági, élelmiszer-, gyógyszer-, fermentációs-, faipari-, kommunális) hulladékok hasznosítására, amelynek során azokat megfelelő tápanyagokkal (N, P, K), mikrobapopulációval kiegészítve, több lépcsőben különböző (aerob-anaerob) biokonverziós folyamatoknak vetjük aló, hogy az esetleges veszélyes hulladékokat ártalmatlanítsuk, az egész hulladékot együttesen vagy külön-külön hasznosítsuk, nagy ion- és vizmegkötő képességű talajjavító anyagok és nagy energiahordozó biogáz előállításával.

Ismeretes, hogy a biokonverzió a bioengineering tudomány eredményeinek hasznosítását jelenti. Olyan eljárások tömegét, amiknél a mikrobák a szervesanyagból fedezve tápanyagszükségletüket, azon elszaporodva metabolizmusuk útján azokat átalakítják, új termékeket állítanak elő. Találmányunk célja a nagy szervesanyag-tartalmú, igen sokszor patogén mikroorganizmusokat és igen sokszor a környezetre más veszélyes anyagokat tartalmazó mezőgazdasági, élelmiszeripari, fermentációs ipari, kommunális hulladékok ártalmatlanítása és hasznosítása potenciálisan új tápanyag- és energiaforrás létrehozásával.

A fotoszintézis útján rögzített napenergia felhasználásával évente megújuló biomassza jelentős mennyiségű mellékterméket és hulladékdt tartalmaz, aminek igen kis része kerül hasznosításra. Ezeknél a nagy szervesanyag-tartalmú mezőgazdasági, élelmiszeripari és kommunális hulladékoknál a nagy cellulóz- (25-50X) és hemicellulóz- (20- -45X) és lignin-tartalom (10-35X) a jellemző, amiknek a talajban való lebontására nitrogénvegyületek szükségesek, Így csökken a talaj nitrogénszintje (pentozánhatás). Ugyanakkor az intenzív mezőgazdasági rendszerek a többlettermeléshez szükséges műtrágya adagolással csökkentik a talaj szervesanyagtartalmát, ezáltal a víz- és ionmegkötő képességet, elásványositják a termőtalajt. Ennek az egész világon ismert tünetnek a kiküszöbölésére különböző hulladékok komposztálásával kapott terméket használnak. Ezen anyagok hazai és nemzetközi minőségi megítélésében azonban igen szélsőséges véleményeltérések tapasztalhatók, amire hazai viszonylatban az igen drága külföldi technológiával és berendezéssel készített keszthelyi szemét-szennyvíziszap komposzt értékesítési korlátái a jellemző. A termékek egy része ötletszerű keverékekből áll, nem a humifikált, hanem inkább stabil mineralizált állapotban kerülnek a fogyasztóhoz, ahol rendszerint elmarad az alkalmazásától várt tóbblethatás. Ennek egyik oka, hogy a nyersanyagok főtömegükben nagy molekulájú cellulóz és lignocellulóz komplexből állnak, amelyek a biológiai lebonthatósága nehéz vagy egyáltalán nem megy, és amellett a megfelelő biológiai élet kialakításához

szükséges szén : nitrogén arány 300-600 között van az ideális 30-40 helyett. Ezekhez a nehézségekhez járul még az is, hogy például a fahulladékokban lévő csersav, 5 kvercetin bizonyos koncentrációban toxikus éB Így gátolja az anyaglebontást végző biokatalizátorként működő mikrobapopuláció élettevékenységét, éB csökkentik - biocid jellegükből következően - a növényben a nő- 10 vekedést elősegítő anyagokat. Hasonló jelenség lép fel a nagyon népszerű tőzegtartalmú komposztok alkalmazásánál, ahol a Mn-, Fe-, Cu-mikroelemekböl nem képes a növény gyökérzete az egészséges fejlődéshez szükséges 15 mennyiséget felvenni.

■ A nagy szervesanyag-tartalmú hulladékok ártalmatlanításával és hasznosításával igen széles körű kutatások és ennek eredményeként szabadalmak foglalkoznak, amelyek- 20 nek nagy része a nyersanyag-előkészítést, és magát a technológiai berendezés(eke)t védi és igen kevés foglalkozik a folyamatot irányító és elvégző biológiai konverzió hatásosságának a növelésével. így például a 25 2.644.304 lajstromszámú NSZK szabadalom a

durván felapritott anyagot gőzöli, 30X nedvességtartalomra szárítja, majd nitrogéntartalmú hulladékkal és műtrágyával hozza forgalomba és teljes egészében a talajra bízza a 30 biológiai átalakítást.

A mikrobiális élettevékenység erősen kötődik a külső környezeti körülményekhez (hőfok, levegő, pH, tápanyag stb.), ami ebben a szabadalmi eljárásban egyáltalán nincs biz- 35 tositva, mert azt nem egy irányított tevékenységre, hanem véletlenszerű, bizonytalan hatásfokú folyamatra bizzák. Ugyanezen szerző későbbi 2.843.218 lajstromszámú NSZK szabadalma vízben nem oldódó nitrogéntartal- 40 mú hulladékkal egészíti ki a keveréket. A 185.332 lajstromszámú magyar szabadalom szintén az előkészítéssel foglalkozik venyige- és nyesedékzúzó és gyűjtőgépre vonatkozóan. A 135.717 lajstromszámú NDK szabadalmi 45 leírás a fakéreg-tőzeg keveréket szennyvíziszappal keveri és Bzennyviziszap autolizált Bejtállományán elszaporodó - a szennyvíztisztításra jellemző - mikrobákra bízza az átalakítást. Más országból származó szabadal- 50 mák is foglalkoznak a szemét - szennyviziszap-keverék együttes alkalmazásával. Ezek egyetlen előnye a szennyvíziszap fehérjetartalma, de az iszap igen nagy hígításban van. így megnöveli az egész rendszer kritikus 55 víztartalmát és amellett káros nehézfémeket is tartalmaz és nem rendelkezik semmiféle cellulózbontó enzimrendszerrel. A lignintartalom lebontásával is számos szabadalom és tudományos kutatás foglalkozik (hazai viszony- 00 latban KÉKI-ben részletes biotechnológiai kutatás van ezirányban). A 133.788 lajstromszámú NDK szabadalmi leírás 240 °C-on 150 bar nyomáson oxidációt, mig a 119.030 lajstromszámú NDK szabadalmi leírás meszes feltárást 55 alkalmaz. Mindezen kémiai és fizikai módsze3