Vi har gjennomført laboratorieeksperimenter der vi studerte mikroalgers evne til å ta til seg næringsstoffer fra husholdningsavløp (svart- og gråvann)

Arbeidet er basert på et samarbeid med fakultet for realfag og teknologi ved NMBU (prof. Arve Heistad og dr. Melesse Eshetu Moges), som har tilgang til avløp fra et vakuumtoalettsystem i studentboliger.

Figur 1 viser skjematisk eksperimentoppsett fra toalett til fotobioreaktor.

fig 2.jpg
Figur 1. Skjematisk eksperimentoppsett fra toalett til fotobioreaktor. Figur: Melesse Eshetu Moges

Avløpsvannet ble forbehandlet i en biogassreaktor med påfølgende filtrering og hygienisering (UV). Det forbehandlede avløpsvannet med høye konsentrasjoner av løst ammonium og fosfat ble benyttet som en næringskilde for dyrking av grønne mikroalger (Chlorella sorokiniana) i et kontinuerlig fotobioreaktorsystem.

Ved bruk av en 10 % løsning og supplering med fosfat, magnesium og en sporstoffløsning, kunne henholdsvis 99,8 og 99,2 % of N og P fjernes fra vannet slik at avløpsvannet kunne slippes direkte ut til miljøet (Figur 2).

fig3blackwaterpurificationsteps.jpg
Figur 2. Prøver fra ulike behandlingstrinn i behandlingen av avløpsvannet. Fra venstre: 1. Svartvann etter/før anaerob behandling i biogassreaktor, 2. Etter filtrering og UV-behandling, 3. Dyrket kultur av den grønne mikroalgen Chlorella sorokiniana, 4. Biomasse separert fra væsken gjennom utfelling, 5. Behandlet avløpsvann klart til utslipp. Foto: Melesse Eshetu Moges

Når man benyttet mikroalgebiomassen som gjødsel til plantedyrking, var gjødslingseffekten som ble oppnådd, overraskende høy sammenlignet med annen organisk gjødsel. Nitrogen i alger frigjøres raskt gjennom nedbrytning etter at den tilsettes jord (Figur 3).

På grunnlag av våre undersøkelser, har vi kommer til at det meste av nitrogen og fosfat ble fjernet fra privat avløpsvann i den utviklede prosessen, og næringsstoffene ble lagret i mikroalgebiomasse som deretter kunne tas i bruk som gjødsel med høyt næringsstoffinnhold.

Det gjenstår fortsatt noen utfordringer:

  • Energitilførsel i form av lys når solinnstrålingen er relativt lav (f.eks. den norske vinteren)
  • Tilførsel av næringsstoffer er nødvendig (f.eks. fosfor, magnesium, sporstoffer) for å oppnå en balansert næringsstoffsammensetning
  • Stort plassbehov grunnet svak lyspenetrasjon inn i mikroalgekulturen.
KONTAKTPERSON

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pot experiment.jpg
Figur 3. Veksteksperimenter med bygg for testing av gjødslingseffekten til mikroalger. Kontrollgruppen uten tilført nitrogen til venstre, gjødslet med 16 kg N/daa mikroalgebiomasse i midten, og kontrollgruppen med 16 kg N/daa mineralgjødsel til høyre. Foto: Trond Henriksen