n KLIMA/MILJØ Design af mikrobielt samfund for optimal P-genindvinding Ved biologisk fosforfjernelse drager man allerede i dag nytte af, at visse bakterier (PAO’er) er i stand til at optage og lagre store mængder af fosfat som polyfosfat under oxiske forhold i de aktive slambassiner, billede 1 og 2. Dette kaldes også aktivt slam. Disse organismers evne til at akkumulere store mængder fosfor spiller en vigtig rolle i den potentielle genvinding af fosfor fra spildevand, da de kan ”transportere” fosfat fra spildevandet og videre til biomassen i biogasreaktoren, hvorefter de frigiver fosforen, typisk som orthofosfat [3]. Man kender dog kun lidt til mængden af fosfor, som disse bakterier optager og frigiver i biogasreaktoren, samt mekanismen bag denne proces. Det er derfor formålet med dette delprojekt at få et dybdegående kendskab til artssammensætning og aktivitet af disse PAO’er, deres skæbne i biogasreaktoren og deres evne til at frigive fosfor under forskellige operationelle forhold. Denne viden vil gøre det muligt at designe et mikrobielt samfund, der både sikrer et optimalt fosfatoptag fra spildevandet, og samtidig er i stand til at frigive fosfor igen i biogasreaktoren. Der vil blive udført forsøg, hvor aktivt slam inkuberes i biogasreaktorer under forskellige vilkår for at følge frigivelsen af fosfor fra det aktive slam. Identiteten af fosforforbindelser i biomasse og rejektvandet vil blive fulgt med bl.a. faststof/væskefase NMR-spektroskopi og Raman-mikrospektroskopi, mens DNA-teknikker vil blive brugt til at identificere sammensætning og aktivitet af mikroorganismerne før og efter bioforgasning. Identifikation af fosforforbindelser i spildevandssystemer Spildevand og spildevandsslam indeholder store mængder fosfor, der kemisk forekommer som mange forskellige organiske og uorganiske forbindelser. En del af denne fosfor vil være bundet, f.eks. i DNA og fosfolipider, mens der også vil være store mængder af kondenserede uorganiske polyfosfater, der syntetiseres af PAO’erne. Identiteten og den relative forekomst af de forskellige fosforforbindelser er bestemmende for, hvilke metoder, der giver den optimale genvinding af fosfor. Generelt er vores viden om disse fosforforbindelser og deres potentiale for genvinding begrænset. Vi vil derfor følge og karakterisere de forskellige fosforforbindelser i slammet gennem de forskelFigur 2. 31P væskefase NMR-spektre af aktivt slam. Figuren viser to analyser af det samme slam, som er forberedt til NMR på to forskellige måder. Det ses, hvordan behandling A (øverste panel) bevarer de langkædede polyfosfater, mens disse nedbrydes til pyrofosfater ved brug af behandling 2 (nederste panel). I ReCoverP vil vi derfor udvikle en standardprocedure til NMR-analyser af aktivt slam, der sikrer den bedst mulige information om fosforforbindelserne i det aktive slam. lige processer i renseanlægget. Til dette formål vil der bl.a. blive anvendt væskefase 31P NMR-spektroskopi, der har vist sig at være meget anvendelig til identifikation af forskellige fosforforbindelser i aktivt slam, figur 2. Denne viden om de specifikke fosforforbindelser skal efterfølgende danne grundlag for Billede 1. Ulla Gro Nielsen og Charlotte Jørgensen foran et aktivt slambassin med polyfosfat-akkumulerende bakterier (PAO’er). Ejby Mølle renseanlæg, Vandcenter Syd. Foto: Kasper Reitzel. 26 dansk kemi, 96, nr. 6/7, 2015
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her