202462. lajstromszámú szabadalom • Többlépcsős biokonverziós eljárás nagy szervesanyagtartalmú hulladékok ártalmatlanítására és feldolgozására
5 HU 202462 B 6 Az igy előállt retard hatás következtében az ásványi tápanyag nem tud kilúgozódni pl. talajvíz vagy más nedvesség hatására és a növény gyökérzete közelében megmaradva, róvidebb diffúziós úthosszon biztosítja a tápanyagellátást. A késztermék adszorpciós többlethatását ezen felül még nagy adszorpciós kapacitású, pehely struktúrájú szervesanyag anaerob módon való kialakításával is elősegítjük az előző aerob művelet folytatásaként. Ezen művelet eredményeképpen ezen felül a gazdaságosság szempontjából nem elhanyagolható nagyságú energiatartalmú biogáz is keletkezik. A biokonverziós folyamat gyors elindítását és megfelelő kézben tartását starter kultúrák segítségével végezzük. A starter kultúra a mikrobiológiai technikában ismeretes penésztáptalajon (Czápek-Doux) elszaporitott talajbaktériumokból, ezen felül a nagy cellulóz aktivitású Trichoderma viridae, Chaetomium globosum, Pseudomonasok, Actinomicetesek, Nocardia féleségek cca 108-10 sejt/gr sejtszámú közel egyenlő arányú keverékét tartalmazza. Ezen mikrobatörzsek cellulózbontó tevékenységével igen széles körű irodalom foglalkozik. Ezek közül az alábbi kettő is ezzel a témakörrel foglalkozik: Viesturs, U.E .... Tengerdy, R.I.: Solid state fermentation of wheat strow with Chaetomium celluloticum, Trichoderma lignorum, Biotechn. Bio Eng. Symp.p. 359-361 (1981), vagy Tengerdy, Murphy: Solid state fermentation of steam treated feedlot waste fibers with Chaetomium ... Biotechn. Bio-Eng. Symp.p. 449-461 (1981). Az 5 literes, később megadott összetételű starter kultúrát 200 kg előkészített, szubsztrát keveréken szaporítjuk, majd az igy kapott oltóanyaggal oltjuk be az 1 m^es prizmát. A folyamat további szakaszában az ún. átvágásos technikát alkalmazva az 1 m3- -t bekeverjük 10 rn^be, majd igy folytatva szaporítjuk el a starter kultúrában lévő mikrobapopulációt (solid state fermentáció), gondosan ügyelve a környezeti tényezők pontos ellenőrzésére. A környezeti tényezőknél a pH-t (a közeg semleges voltát hulladék mészszel), a C/N arányt (amennyiben szükséges, pétisó hozzáadásával), a nedvességtartalmat (a micélium, a vágóhídi - kommunális - hulladék stb. arányában 40-60% közötti értékre) szabályozzuk. A hulladékokban helyenként jelenlévő biocid anyagokat (fenol, csersav, amelyek kedvezőtlenül befolyásolják a növény növekedését) semlegesíteni kell pl. oxidációs folyamattal (aerob művelet) vagy nitrát (pétisó) hozzáadásával, vagy oldhatatlan formába való átalakítással (vas-, rézvegyületekkel, kalcium-hidroxiddal stb.). A találmány szerinti eljárás újdonsága, haladó jellege, műszaki többlethatása tehát abban van, hogy a nagytömegű, nagy cellulóztartalmú mezőgazdasági-, élelmiszeripari-, kommunális hulladékokat, sok esetben a veszélyes hulladékokhoz tartozó baromfiipari, vágóhídi, fermentációs-ipari, magas fehérjetartalmú hulladékokat, illetve ásványolaj-tartalmú (pl. gépkocsik mosásánál keletkező) iszapokat irányított többlépcsős, aerob-anaerob biokonverziós eljárással alakítja át N-, P-, K-tartalmú igen jó ion- és vízmegkötő képességű, nagy adszorpciós kapacitású humifikált termékké és biogázzá. Az eljárás lényege, hogy az 1-2 mm közötti finomságúra aprított őrleményt homogenizáljuk, iszapkonzisztenciájú 15-20% vágóhídi és/vagy fermentációs ipari micéliummal, hulladékkal, N-, P-, K-tápanyaggal 5-10 ppm mennyiségű vas-szulfát, réz-szulfát oldattal, starter kultúrával elkeverjük, majd. gépi forgatással biztosítjuk az aerob biológiai átalakuláshoz szükséges levegőt, miközben a pH-t Ca(OH)2- -al szabályozzuk. A lebomlás előrehaladását a bontatlan szervesanyag anaerob körülmények közti 50 °C-os termosztálásánál fellépő pH csökkenéssel ellenőrizzük néhány grammos mintával. Egyidejűleg mérjük a rendszer cellulóz aktivitását karboxi-metil-cellulóz oldatból acetát puffer jelenlétében felszabaduló redukáló cukor meghatározással. Amikor 3-4 hét múlva az idő függvényében felvett cellulózaktivitás csökkenő tendenciát mutat, az egész lerakást dózerrel tömöritjük, a felszint légmentesen zárjuk, és áttérünk az anaerob biogáztermelő fázisra. Az anaerob biodegradáció általában 3 lépcsős folyamat, hidrolízis, sav- és meténképzés. Az aerob folyamatnál a két első lépcső gyorsan és hatásosan játszódik le, igy lerövidül az anaerob fázis. A technika jelenlegi állásához képest tehát haladást jelent ez a megoldás, mert a veszélyes hulladékok ártalmatlanítását, mint eddig ki nem elégített szükségletet úgy oldja meg, hogy az gazdaságilag, műszakilag előnyösebb, a hulladékból használható terméket és energiát állít elő. A találmány szerinti eljárást részleteiben az alanti kiviteli példán ismertetjük anélkül, hogy oltalmi igényünket ezekre korlátoznánk. Az eljárás az igénypontok által definiált oltalmi körön belül számos formában és anyaggal valósítható meg: i. példa 20 tonna kommunális hulladékot, 20 tonna konzervipari hulladékot, 2 tonna boripari-, 10 tonna bőripari-, 10 tonna szeszipari-, 10 tonna keményítőipari- és 10 tonna baromfiipari hulladékot megfelelő faipari aprítógéppel, dezintegrátorral 10-15 mm-es részekre felapritjuk, és keveréssel homogenizáljuk, majd az igy kapott anyagot 20 tonna vágóhídi hulladékkal (bendőtrágya, ivszita, rácsszemét-maradék, vér stb.) és 20 tonna nedves micéliummal elkeverjük. A kapott keverékhez hozzáadunk 1000 kg szuperfoszfátot, 2000 kg pétisó műtrágyát, 1%-os oldatban 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
