Den ”Mikrobiologiske database over danske renseanlæg” – En status Per Halkjær Nielsen, Artur T. Mielczarek og Caroline Kragelund Den mikrobiologiske database over danske renseanlæg har nu været i gang siden 2006, og vi giver her en lille status på projektet. Projektet er et samarbejde mellem Aalborg Universitet, Dansk Spildevandsteknisk forening, Krüger AS, Kemira AS samt omkring 50 danske renseanlæg med næringssaltfjernelse og heraf mange med biologisk fosforfjernelse. Af særlig vigtighed har været 7 større renseanlæg, som vi har undersøgt intensivt gennem det meste af perioden: Aalborg Øst og Vest, Hjørring, Ejby Mølle, Skive, Egå og Bjergmarken. eller biologisk fosforfjernelse, kan oversigten over andre anlæg benyttes som en guide til anlæg, som ligner ens eget, og hvor man måske kan få gode råd. Dansk standardslam i anlæg med biologisk P-fjernelse 8< " " 48< 39< Vi har fra alle anlæg modtaget en række informationer om anlæggets udformning og drift, spildevandssammensætning og renseeffektivitet, ligesom vi har fået prøver af det aktive slam til nærmere mikrobiologisk analyse. s %TOVERBLIKOVERHVILKEBAKTERIEARTERSOMTYPISKFINDESPÌ danske kommunale renseanlæg indenfor flere vigtige bakteriegrupper: nitrifikanter, denitrifikanter, fermenterende bakterier, hydrolyserende bakterier, polyfosfat-akkumulerende bakterier, glykogen-akkumulerende bakterier, samt trådformede og skumdannende bakterier s 6IVEDNUIHVILKEMNGDERBAKTERIERNEFOREKOMMER indenfor de forskellige grupper– og dermed det ”normale” niveau i et velfungerende anlæg (dansk ”standardslam”) s "UNDFLDNINGSEGENSKABERNEPÌRENSEANLGGENEERNU velbeskrevne og vi kender næsten alle typer af trådformede bakterier, ligesom vi ved, hvilke der forårsager problemer (skum og dårlig bundfældning) s 6IHARFÌETENBEDREVIDENOMÌRSTIDSVARIATIONERIDEUNDER søgte bakteriegrupper og generelt er bakteriesammmensætningen overraskende konstant i de forskellige anlæg s 6IHARFÌETENMEGETBEDREFORSTÌELSEFORENRKKEAFDE forhold vedr. drift, anlæg og spildevand, som betinger tilstedeværelse af de forskellige bakteriearter På anlæggene kan man umiddelbart bruge resultaterne på følgende måde: s 4ILENVURDERINGAFOMANLGGETLIGGEROVERELLERUNDERDE typiske niveauer for slamegenskaber og for tilstedeværelse af de enkelte bakteriegrupper. Dermed kan det vurderes, om der er noget, man skal være opmærksom på i forbindelse med optimering af anlægget s %RDERDRIFTSPROBLEMERKANENANALYSEAFSLAMMETSBAKTE riesammensætning med genprober give et godt bud på, om det er, som det plejer, eller om der er sket ændringer, som måske forårsager problemerne – og dermed også et bud på hvordan problemerne skal løses. s (VISDERERDRIFTSPROBLEMERMEDBUNDFLDNINGNITRIFIKATION 20 " 35< ' '! 49< Projektet har indtil videre givet en række vigtige informationer: " " 5< 5< &" !"!!" !" & 46 !! - !+!" &" " " " -"& " " 62,72<+!" " " !' '! .!% !" ! ! "#! !!" *!" "/+ Vi har observeret, at alle danske renseanlæg med biologisk P-fjernelse har en relativ ens bakteriesammensætning. For 3 år siden beskrev vi vores bedste bud på dette ”standard aktivt slam”, altså en typisk sammensætning af bakteriesammensætningen i de danske anlæg med P-fjernelse (1). Siden da har vi fået en noget større viden, og et revideret bud på sammensætningen, ses i figur 1. Den største gruppe af bakterier er stadig denitrifikanterne, efterfulgt af en stor mængde trådformede bakterier. De mange trådformede bakterier er overraskende, men det behøver ikke altid at være dårligt for slammets egenskaber. Langt de fleste af trådene gemmer sig nemlig inde i slamflokkene og er med til at gøre disse stærke. Vi har ikke tidligere været i stand til at se mange af disse arter, fordi de genprober vi brugte for 3 år siden ikke var gode nok. I mellemtiden har vi fået udviklet nye prober og det har givet disse lidt overraskende resultater. Vi kan også se, at de bakterier, som er vigtige for den biologiske P-fjernelse (polyfosfat-akkumulerende organismer, PAO), udgør en væsentlig del, omkring 10%, mens de bakterier, som kan være ødelæggende for denne proces, de glykogenakkumulerende organismer (GAO) kun er til stede i lavt antal. I nogle anlæg er der dog relativt mange, mens der i fleste anlæg slet ikke er nogen. Overordnet set giver disse bakterier dog ikke nævneværdige problemer i danske anlæg i modsætning til mange udenlandske anlæg, især i de varmere lande. Spildevandsteknisk Tidsskrift nr. 4 - 2010 Hvert anlæg har en overraskende stabil bakteriesammensætning Bag gennemsnitstallene for dansk standard aktivt slam gemmer sig nogle forskelle mellem de enkelte anlæg. Det er i høj grad de samme bakteriearter, vi ser i alle anlæggene, men de er til stede i forskellig mængde. Og denne sammensætning er overraskende stabil. Figur 2 viser sammensætningen af forskellige bakterier i 2008-2009 i Ejby Mølle renseanlæg, og det ses, at de enkelte arter er til stede i nogenlunde konstante mængder gennem hele perioden. Kun enkelte arter – og det er især blandt de trådformede bakterier, sker der væsentlige variationer gennem perioden. Det tyder på, at de bakterier, som er særlig meget involveret i de væsentligste processer, nemlig fjernelse af N og P, er ret stabile, mens de trådformede bakterier, som ikke på samme måde er involveret i disse processer, varierer mere. Det er meget interessant, at bakteriesammensætningen er så konstant på de enkelte renseanlæg. Det betyder, at der tilsyneladende er en god stabil drift på de fleste af de undersøgte anlæg. Det er interessant, at sammensætningen er ret konstant på et givet anlæg og samtidigt lidt forskelligt fra andre anlæg. Hvert anlæg har dermed en bestemt bakteriesammensætning, et slags fingeraftryk, og denne bakteriesammensætning er sandsynligvis bestemt af den konkrete spildevandssammensætning eller driftsform. Vi kan også se, at større ændringer i fx belastning på et anlæg tydeligt kan give anledning til ændringer i bakteriesammensætningen. I forbindelse med troubleshooting på de enkelte anlæg er dette en uhyre vigtig information. Man kan nemlig hurtigt se, om noget er gået galt, hvis man kender den normale sammensætning af de forskellige bakterier. Hvis nitrifikationen for eksempel ikke virker så godt som normalt, er det nemt at se, om det skyldes, at antallet af nitrifikanter er lavere end normalt. Projektet fortsætter Figur 2: Mængde af forskellige bakteriegrupper gennem 2 år i Ejby Mølle renseanlæg. Figuren viser den procentvise andel som specifikke arter udgør af alle bakterier i anlægget. Spildevandsteknisk Tidsskrift nr. 4 - 2010 Den mikrobiologiske database for danske renseanlæg fortsætter indtil videre. Der vil fortsat blive afholdt temadage og skrevet danske artikler om de opnåede resultater, så det kan komme anlæg og rådgivere til gode (se www.microbialdatabase. dk). Desuden kan vi fortsat løbende tilbyde at undersøge slamprøver med genprober, når behov opstår. I forbindelse med de mange informationer vi får fra undersøgelsen, har vi udarbejdet flere videnskabelige artikler, som beskriver resultaterne i flere detaljer. En særlig vigtig artikel, som lige er udgivet i tidsskriftet ”Water Research”, beskriver en overordnet økosystemmodel af 21 disse renseanlæg (2). Vi kan nemlig betragte et renseanlæg med biologisk P-fjernelse som et økosystem på linje med fx en sø, og vi har i den model sammenholdt det meste af vor viden om de vigtigste bakterier, deres hyppighed og levevis samt de overordnede massebalancer på hele anlægget (især ind- og udløb). Denne model vil vi fremover benytte til bedre at forstå, hvad der er vigtigt for forekomsten af de enkelte bakterier i anlæggene, og hvilke ændringer i drift og/eller spildevand der skal til for at ændre bakteriesammensætningen. Udviklingen vil bl.a. også ske i regi af det nye strategiske forskningscenter ”Design af mikrobielle samfund i MBR-reaktorer”, et center som lige er startet op (se www.ecodesign.aau.dk). Desuden vil projektet blive tæt koordineret med den nye ”Mikrobiologisk database for biogasanlæg”, som er ved at starte – se andetsteds i bladet. Se side 16. 1. Nielsen, P.H., M. Stevenson, A. T. Mielczarek (2007): Den mikrobiologiske database: Dansk ”standard” aktivt slam. Spildevandsteknisk Tidsskrift, Spildevands Teknisk Forening 35 (5): 46-47. 2. Nielsen, P.H., A.T. Mielczarek, C.Kragelund, J.L.Nielsen, A.M. Saunders, Y. Kong, A.A. Hansen, J. Vollertsen (2010): A conceptual ecosystem model of microbial communities in enhanced biological phosphorus removal plants. Water Research (in press) Udlejning/salg af komplette forafvandings- og slamafvandingsanlæg med bl.a. HUBER slamtykner, HYSEP/ALFA LAVAL dekantere, SALTEC sibåndspresse m.m. Kontakt: Jensen & Nowak ApS Per Halkjær Nielsen, E-mail: phn@bio.aau.dk Peder Rimmensgade 97 9850 Hirtshals Tlf. 70 200 318 www.jnseparation.dk ULEFOS NV Luftfilter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pildevandsteknisk Tidsskrift nr. 4 - 2010