y forskning på områder af betydning for fremtidens renseanlæg Per Halkjær ielsen DAVA, Skanderborg 21. juni 2016 CETER FOR MICROBIAL COMMUITIES Indhold Cirkulær økonomi og holistisk tilgang Hotte forskningsområder y mikrobiologi Og hvad gør vi så i DK? 1
Cirkulær økonomi holistisk management Singapore Fra spildevandsrensning til biorefinery i Danmark Return 2
Indhold Cirkulær økonomi og holistisk tilgang Hotte forskningsområder y mikrobiologi Og hvad gør vi så i DK? Hot topic 1. Return Øget biogasproduktion - Øget primærfældning/høj belastning - Optimering af biogasproduktion (forbehandling, mesofil/termofil) - Eksterne substrater? - Algeproduktion som supplement!? - Hvornår kan det betale sig? 3
Hot topic 2. Return Genbrug - fosfor - P i slam, fra aske eller udfældet som struvit eller lignende - Optimeret biologisk P-fjernelse (PAO, GAO, kemi) - P-udfældning før/efter rådnetank - Ortho-P fjernet direkte i udløb - Hvornår kan det betale sig? Hot topic 3. Return Genbrug/udnyttelse? - Bioplastik (PHA) - Alginat (biopolymer) - Cellulose - 4
Hot topic 4. Return Kvælstoffjernelse - sidestrøm/hovedstrøm - ye bakterier, fx Comammox (complete ammonium oxidation) - Genbrug i stedet? Hot topic 5. Return Andre teknologier? - Granuler (ereda) - Moving bed biofilm reactor (MBBR) - Membran Bioreaktorer (MBR) - Anaerob MBR (AnMBR) - 5
Hot topic 6. Return Udfordringer klima/hygiejne - Resistensoverførsel? - Sygdomsfremkaldende bakterier, virus, - Drivhusgasser ( 2 O, methan) - Miljøfremmede stoffer - Mikroplastik - Skal vi lave alle danske renseanlæg om til energiproducerende anlæg? Solceller Husk de basale funktioner: Beskyttelse af recipient Hygiejne Så kun de store anlæg! 6
Indhold Cirkulær økonomi og holistisk tilgang Hotte forskningsområder y mikrobiologi Og hvad gør vi så i DK? Fuldskala on-site overvågning og kontrol af specifikke organismer eller samfund Sampling Utilities Data generation On-site sample preparation and DA Sequencing Bacterial identification Cloud-based bioinformatic processing Functional information Site-specific database MiDAS Surveillance Decision rules Operational intervention o user intervention needed 7
Identifikation af bakterier med 16S rra amplicon sekventering Prøvetagning DA Extraction Sample Prøve Extraktion prep Sekventering Bioinformatik forberedelse Microthrix C10_SB1A Tetrasphaera Dechloromonas B45 Trichococcus Rhodoferax P2C44 Fodinibacter Propionicimonas Hyphomicrobium Simplicispira Gordonia Sphingopyxis Ferruginibacter + 1000 flere Relativ hyppighed[%] 11.8 9.1 7.5 3.1 2.8 2.5 1.4 1.3 1.1 0.8 0.8 0.6 0.3 0.3 0.1 Fuldskala on-site overvågning og kontrol af specifikke organismer eller samfund On-site og tæt på realtime identification (få timer) Mads Albertsen Rasmus H. Kirkegaard 8
Måling af mikroorganismer holistisk. Influent Process tanks Effluent Return External sources + PHA produktion, Alginat,. www.midasfieldguide.org MiDAS Field Guide >140 abundant / process important bacteria 9
Manually curated SILVA 16S rra taxonomy - proposes a name for all abundant genus-level taxa Link between identity and the available information on phenotypic properties Abundance information based on 8-year-long MiDAS survey www.midasfieldguide.org McIlroy et al. (2015) MiDAS: the field guide to the microbes of activated. Database, Vol. 2015. Marta ierychlo Simon J. McIlroy Mads Albertsen Bianca McIlroy Muligt nyt dansk indsatsområde: Integration af fuldskala procesviden med avanceret mikrobiologisk monitering og kontrol Vil danske vandselskaber være med? De udenlandske begynder at stå i kø Stort eksportpotentiale? 10
Og hvad gør vi så i Danmark? Behov for forskningsbaseret udvikling! Forskning kræver ressourcer! Forskningsressourcer er begrænsede Forskningsråd giver ikke penge til anvendte studier Innovationfonden prioriterer andre områder Kan vandselskaber bære uddannelse af phd er sammen med universiteter? Benytte svenske og hollandske tilgange om partnerskaber? Andre ideer? Til arbejdsgrupperne: Fremtidens danske løsninger skal give mening energimæssigt og ressourcemæssigt Forskellige strategier for små og store anlæg? Udvikling af fremtidens løsninger kræver forskning Forskning kræver ressourcer hvor får vi dem fra? 11