Bakterier bruges til at omdanne spildevand til værdifulde ressourcer

I dag er kun omkring to tredjedele af verdens befolkning garanteret rent drikkevand. Heldigvis er denne procentdel stadig stigende. Men globale udfordringer såsom kemikalieforurening, klimaforandringer med tørke og oversvømmelser, stigende urbanisering og manglende investeringer i infrastruktur, herunder spildevandsrensning, hænger som en mørk sky over den udvikling. 

I årtier har omdrejningspunktet inden for spildevandsrensning primært været at udvikle stadig bedre fysiske og kemiske metoder, men den hollandske mikrobiolog Mark van Loosdrecht har valgt et andet perspektiv, hvor han fokuserer på de biologiske aspekter – og med stor succes.

Gennem de sidste 25 år har Mark van Loosdrecht og hans team udviklet en række nye processer til spildevandsrensning, som genanvender naturens egne principper inden for spildevandsrensning og ressourcegenvinding og dermed omdanner slam til værdifulde ressourcer og reducerer drivhusgasemissionerne. Målet med arbejdet er at skabe sundere, naturlige vandøkosystemer, en mere bæredygtig cirkulær økonomi og en bedre balance i naturen til gavn for millioner af mennesker over hele verden.

- Jeg forsøger at forstå bakterier og deres interaktioner og prøver – med deres hjælp – at genindvinde alle de værdifulde næringsstoffer i spildevandet. Spildevandsrensning kan derfor godt ende med at blive en god forretning i stedet for at udgøre en stadig stigende omkostning for lande verden over, forklarer Mark van Loosdrecht, der er professor i miljøbioteknologi ved Delft University of Technology i Holland.

Prisværdig forskning

For sine bidrag til forskningen og teknologi bliver Mark van Loosdrecht derfor tildelt Novozymes Prisen 2022.

Prisen tildeles som en anerkendelse af en banebrydende forskningsindsats eller et teknologibidrag, der fremmer udviklingen af bioteknologisk videnskab til innovative løsninger. Prisen er på 5 millioner kroner og uddeles af Novo Nordisk Fonden.

Bernard Henrissat, formand for Komite for Novozymes Prisen, siger:

- Professor Mark van Loosdrechts resultater har haft enorm indvirkning på miljøbioteknologien. Han har udviklet biologiske processer, der effektivt kan fjerne miljøforurenende stoffer, og reaktorer i fuld skala baseret på Marks forskning og design er i drift eller under opførelse på næsten alle kontinenter. Hans nye metoder og opfindelser har revolutioneret spildevandsrensning og ressourcegenvinding, og han er derfor en meget fortjent modtager af Novozymes Prisen 2022.

Om modtagelsen af prisen siger Mark van Loosdrecht:

- Jeg er taknemmelig og beæret over at modtage Novozymes Prisen og dermed følge i fodsporene på de store forskere, der har modtaget prisen tidligere. Jeg vil gerne takke mit team og mine kolleger, uden hvem jeg ikke ville have været i stand til at være, hvor jeg er i dag.

25 år med spildevandsrensning

Mark van Loosdrecht begyndte at udvikle processer til vand- og spildevandsrensning på Delft University of Technology i 1988. Udledning af fosfater i overfladevand fører til eutrofiering og opblomstring af alger, hvilket var et stort problem på det tidspunkt.

I 1998 var BCFS-processen den første af en række nye processer til spildevandsrensning, som Mark van Loosdrecht og hans team udviklede. Herefter udviklede de Sharon-processen, som – kombineret med Anammox-processen – hjælper med at omdanne kvælstofholdige forbindelser og forhindrer udledning af lattergas, som er en ekstremt kraftig drivhusgas.

I de efterfølgende år, imens Sharon- og Anammox-anlæg blev implementeret over hele verden, tog Mark van Loosdrecht skridtet videre med spildevandsrensning og studerede andre naturlige mikrobielle processer i slam.

- Når bakteriesamfund vokser, kan de enten danne meget lette strukturer, som i konventionel spildevandsrensning, eller kompakte strukturer, der meget lettere udskilles fra det rensede vand. Tilfældigvis har fosfatfjernende bakterier netop denne egenskab. På denne måde kunne vi omdanne det aktiverede slam til små granulatkorn, der indeholder forskellige lag af disse bakterier, som hver især er rettet mod at udføre en bestemt funktion, siger Mark van Loosdrecht.

Den store fordel her var tidsforbruget. Det glattere og tættere bakteriegranulat bundfældede sig på en meters dybde på mindre end fem minutter sammenlignet med en hel time for konventionelt aktiveret slam. Forskerne døbte teknologien Nereda. Ordet stammer fra nereiderne, de mytiske græske vandnymfer.

Selv om Mark van Loosdrecht og hans kolleger i Delft endnu ikke har nået deres endelige mål om at omdanne slam til økonomisk rentable ressourcer, er de nu tættere på at realisere deres mangeårige drøm end nogensinde før. Ved at analysere Nereda-granulatet har de også opdaget flere stoffer, der har et muligt markedspotentiale, som fx Kaumera Nereda Gum, en bæredygtig biopolymer.

- Der findes allerede et marked for denne type biopolymer, som i kombination med ler kan sammenlignes med nogle af de eksisterende fiberforstærkede plastmaterialer – og endda med endnu bedre brandhæmmende og varmebestandige egenskaber. Materialet er faktisk så attraktivt, at én af mine kollegaer er begyndt at lave smykker af Kaumera Nereda Gum. Dets smukke perleagtige glans giver os en forestilling om, hvad det er muligt at fremstille af det, vi skyller ud i toilettet, slutter Mark van Loosdrecht.