Anbarasan Anbalagan försvarar sin doktorsavhandling

Disputationer och licentiatseminarier

Datum: 2018-06-19
Tid: 09.00
Plats: MDH, sal Delta, Västerås

Anbarasan Anbalagan försvarar sin doktorsavhandling i energi- och miljöteknik den 19 juni på MDH.

Titel: “A Passage to wastewater Nutrient Recovery Units – Microalgal Bacterial bioreactors”.

Serinummer: 263

Betygskommittén består av professor Jukka Rintala, Tampere University of Technology, docent Oskar Modin Chalmers och docent Sylvia Waara, Halmstad högskola. Till opponent har professor Francisco Gabriel Acién Fernández, University of Almería, utsetts.

Reserv är Erik Dahlquist, professor, MDH.

Sammanfattning

Vi, människor, lever våra liv, på bekostnad av rent sötvatten och energi från fossila bränslen. Hushållen generar avloppsvatten som är rikt på kol, kväve och fosfor (lipider, proteiner, kolhydrater, tvättmedel och avföring). Avloppsreningsverken behöver därför minska koncentrationen av näringsämnen i avloppsvattnet för att undvika vattenförorening. Växtnäringsämnena förloras emellertid antingen som kemiskt slam eller växthusgaser och kvävgas under avloppsreningen.

Har du någonsin funderat på att den luft som vi andas är en biprodukt från naturligt förekommande små varelser i sjöar, floder och hav, som kallas mikroalger? De tar in växthusgaser med växtnäringsämnen och släpper ut syre, precis som växter gör. Det konventionella avloppsreningsverket luftar avloppsvattnet mekaniskt, för att bryta ner organiska föreningar med hjälp av bakterier. I det sammanhanget eftersträvar jag att utnyttja en symbios mellan mikroalger och bakterier för att reducera växthusgaser och näringsämnen i avloppsvatten, för att återföra och ta till vara växtnäringsämnen från avloppsvatten på jordbruksmark.

Är det praktiskt möjligt att i fullskala använda samma kultiveringsprocess som används i labbmiljö? Till en början undersökte jag att odla en blandning av mikoalger och bakterier i tankar med avloppsvatten med ett tidsintervall på 2, 4 och 6 dagar. Den mest effektiva behandlingen var att använda 4 eller 6 dagar, vid odling i obehandlat avloppsvatten i laboratoriemiljö. Avskiljningen av näringsämnen var dock bara effektiv när extern fosfor fanns tillgängligt, utöver det som i normala fall finns vid ett reningsverk.

Utöver det, är det möjlighet att använda den här processen för att kunna avskilja koldioxid från rökgas från industrier? En odlingstank med tillförsel av gas, utformad som en vertikal tubformad kolumn, studerades. Vätska från odlingen användes för att absorbera koldioxiden i kolumnen (liknande tillsats av ren koldioxid i en kolsyremaskin) men med variation av mängden vätska som återcirkulerades. På så sätt kan rökgas rik på koldioxid nyttiggöras i odlingsprocessen.

Vidare, är det möjligt att odla en blandning av alger och bakterier vid den temperatur avloppsvattnet har i Sverige (~13˚C) och begränsande ljustillgång? Både längre (6 dagar) och kortare (1.5 dagar) behandlingstid visade att odlingen var stabil under dessa förhållanden. Dock åldrades den odlade biomassan mer, eller fick högre ”slamålder” (tiden som blandningen av mikroalger och bakterier stannar i tanken innan de avskiljs) på grund av snabb sedimentering i tanken. ”Slamåldern” påverkade alltså avskiljningen av näringsämnen från avloppsvattnet vid lägre ljustillgång.

Resultaten av denna studie indikerar att identifieringen av en effektiv slamålder kan öka kapacitet för minskning av näringsämnen i tanken. Genom detta kan behandlingen anpassas för högre avskiljning av näringsämnen och, viktigast av allt, näringsämnen kan återföras samtidigt som växthusgaser fångas in, utan några utsläpp av växthusgaser under rening av avloppsvatten.