Der Bioabbau von schwer abbaubaren Laststoffen durch spezielle Mischkulturen

Wegen ihrer hohen Eliminationsleistung und Wirtschaftlichkeit ist die biologische Behandlung von „Substraten" (Abwässern, Abluft und Schlämmen), das am weitesten verbreitete Verfahren. Dabei können jedoch je nach Herkunft, Art und Menge der Belastung und der Prozessbedingungen deutliche Unterschiede bezüglich Geschwindigkeit des Abbaus und der Eliminationsleistung auftreten. Während die Behandlung von einfache Laststoffe (Alkohole, Zucker, usw.) enthaltenden Substraten relativ schnell, quantitativ und problemlos verläuft, ist die biologische Behandlung von komplexen, langsam abbaubaren (auch persistent genannten) Substraten (größere, substituierte Moleküle, Salzgehalt, schwankende Zusammensetzung) oft problematisch, weil die Persistenz einer chemischen Substanz nicht nur von deren Struktur abhängt, sondern in hohem Maße auch von solchen Umweltfaktoren, wie 

  • pH- Wert, 
  • Temperatur, 
  • Salzgehalt, 
  • elektrochemisches Potenzial, 
  • Verfügbarkeit und Konzentration der Substanz,
  • Vorhandensein von zusätzlichen Substraten und
  • Vorhandensein von abbaurelevanten Mikroorganismen.

 

Xenobiotica* abbauende Aktivitäten sind in der mikrobiellen Welt, die richtigen Bedingungen vorausgesetzt, weit verbreitet. Bereits mit adaptierten Organismen kann in kontinuierlich betriebenen Systemen unter speziellen, optimalen Bedingungen ein stabiler Bioabbau von Xenobiotica über einen längeren Zeitraum gewährleistet werden. Eine weitere Fortentwicklung von biologischen Systemen zum Bioabbau von Xenobiotica wird erreicht durch das "Konstruieren" (Design) von aktiven, für die speziellen Situationen maßgeschneiderten Mischkulturen (Biomasse). Diese Methode basiert auf der Anzucht und Gewährleistung der ständigen Verfügbarkeit von auf die Laststoffe spezialisierten Kulturen in der mikrobiellen Schlammflocke, bzw. im Bioreaktor. Diese relative neue Methode umfasst die Vorbereitung, Herstellung und Anwendung von aktiven, speziellen Starterkulturen für spezifische Umweltprobleme.

 

* Xenobiotica (schwer abbaubare Stoffe) werden solche synthetisch hergestellten chemischen Stoffe genannt, welche der chemischen Struktur von Stoffen und deren Substituenten die Bioabbauresistenz , bzw. gegenüber der Natur Persistenz verleihen.