Microalgenbacteriën vlokken voor de behandeling van

afvalwater, van concept tot pilootproject.

 

 

In microalgenbacteriënsystemen voor afvalwaterzuivering (MaB-SAWZ) wordt zuurstof geproduceerd via fotosynthese op basis van zonlicht. Deze zuurstofbeluchting vervangt de dure mechanische beluchting van conventionele actief slib systemen (CAS). Daarenboven nemen microalgen nutriënten op uit het afvalwater. Dit beantwoordt de huidige vraag naar nutriëntenrecuperatie in afvalwaterzuivering.

 

Eind februari legde  Sofie Van Den Hende haar publieke doctoraatsexamen af omtrent MaB-SAWZ, met als promotoren prof. dr. Nico Boon en dr. Han Vervaren. Om het probleem van oogsten van algen aan te pakken, ontwikkelde ze  microalgenbacteriën vlokken (MaB-vlokken). Deze MaB-vlokken hebben als voordeel dat ze snel bezinken, en dus makkelijker te scheiden zijn van het gezuiverde water dan conventionele microalgenbacteriënsystemen. Bovendien kunnen de vlokken, na een bezinkingsfase en eens het gezuiverde water weggepompt is, opnieuw gebruikt worden, door een nieuwe hoeveelheid te zuiveren afvalwater toe te voegen. Dit type reactor wordt dan ook een sequentiële batch reactor met MaB-vlokken genoemd (MaB-vlokken SBR).

 

Dr. Sofie Van Den Hende toonde in haar onderzoek aan dat dergelijke MaB-vlokken SBR  geschikt zijn voor een secundaire behandeling van rioolwater. Daarnaast werd ook onderzocht of dit systeem toegepast kan worden op afvalwater afkomstig uit verschillende (agro-)industriële sectoren, met name aquacultuur (Inagro), mestverwerking (Innova Manure), voeding (Alpro), chemie (BASF) en papierindustrie (Stora Enso, VPK). Een belangrijke bevinding was dat een MaB-vlokken SBR uitermate geschikt is voor een verregaande fosforverwijdering uit afvalwater van mestverwerking en aquacultuur.

Aangezien de resultaten op laboschaal veelbelovend bleken, werd de MaB-vlokken SBR opgeschaald naar pilootschaal in het kader van het Europese project EnAlgae. Dit project loopt met financiële steun van INTERREG IVB NWE programma, de Vlaamse Overheid en de Provincie West-Vlaanderen. Een verplaatsbare renbaanvijver van 12 m² werd ontworpen door UGent Campus Kortrijk, gebouwd door de Vlaamse kmo’s Bebouwen & Bewaren nv en CATAEL bvba en op aquacultuurafvalwater van Inagro in Roeselare uitgetest. De resultaten hiervan toonden aan dat het effluent van de MaB-vlokken SBR de beoogde lozingsnormen haalde, behalve voor nitriet en nitraat tijdens de winterperiode. Om de pH van het effluent te verlagen tot de lozingsnorm werd gebruik gemaakt van rookgasinjectie.

 

Dit pilootonderzoek toonde het grote potentieel aan van deze techniek voor afvalwaterzuivering. Bovendien werd ook nagegaan of de MaB-vlokken biomassa verder gevaloriseerd kon worden. Zo werd deze biomassa aangewend als ingrediënt voor garnalenvoeder. Dit project liep met financiële steun van het Ernest du Bois fonds, beheerd door de Koning Boudewijnstichting en werd uitgevoerd in samenwerking met de kmo’s Crevetec en Aqauculture Farming Technology. De studie toonde niet alleen aan dat een toevoeging van 8% MaB-vlokken in het garnalenvoeder geen invloed heeft op de groei en biomassa conversie van garnalen, noch op de biochemische samenstelling van de garnaalstaarten; ze bewees ook dat MaB-vlokken de rode en gele pigmentatie in de gekookte garnaalstaarten versterkt. Dit laatste kan een meerwaarde zijn voor vermarkting van garnalen.

 

Als algemene conclusie kan gesteld worden dat de grote sterkte van MaB-vlokken SBR technologie de eenvoudige ontwikkeling, de snelle bezinking en het succesvol oogsten van MaB-vlokken is; zeker in vergelijking met andere microalgensystemen voor afvalwaterzuivering. Het onderzoek van Dr. Van den Hende wordt zeker en vast vervolgd.

Het EnAlgae project loopt nog verder tot juni 2015. Momenteel zuivert de EnAlgae pilootreactor afvalwater van het voedingsbedrijf Alpro in Wevelgem. Dit wordt opgevolgd door het EnAlgae team van UGent Campus Kortrijk: Veerle Beelen, Sofie Van Den Hende en Han Vervaeren. Momenteel lopen ook twee Franse ingenieurstudenten Lucie Julien en Alexandra Lefouloun bij hen 3 maanden stage.

 

Voor meer informatie: Dr. Sofie Van den Hende (sofie.vandenhende@ugent.be; Laboratory of Industrial Water and Ecotechnology, Universiteit Gent Campus Kortrijk, Graaf Karel de Goedelaan 5, 8500 Kortrijk; www.enalgae.eu)

 

Wetenschappelijk literatuur:

Van Den Hende, S., 2014. Microalgal bacterial flocs for wastewater treatment: from concept to pilot scale. PhD dissertation, Ghent University, 324 p.

Van Den Hende S., Claessens, L., De Muylder, E., Boon, N., Vervaeren, H., 2014. Microalgal bacterial flocs originating from aquaculture wastewater treatment as diet ingredient for Litopenaeus vannamei. Aquaculture Research, submitted.

Van Den Hende, S., Carré, E., Cocaud, E., Beelen, V., Boon, N., Vervaeren, H., 2014. Treatment of industrial wastewaters by microalgal bacterial flocs in sequencing batch reactors. Bioresource Technology 161, 245-254.

Van Den Hende, S., Beelen, V,  Bore, G., Boon, N., Vervaeren, H., 2014. Up-scaling aquaculture wastewater treatment by microalgal bacterial flocs: from lab reactors to outdoor raceway pond. Bioresource Technology 159, 342-354.

Van Den Hende, S., Vervaeren, H., Boon, N., 2012. Flue gas compounds and microalgae: (Bio-)chemical interactions leading to biotechnological opportunities. Biotechnology Advances 30, 1405-1425.

Van Den Hende, S., Vervaeren, H., Desmet, S., Boon, N., 2011. Bioflocculation of microalgae and bacteria combined with flue gas to improve sewage treatment. New Biotechnoly 29, 23-31.

Van Den Hende, S., Vervaeren, H., Saveyn, H., Maes, G., Boon, N., 2011. Microalgal Bacterial Floc Properties Are Improved by a Balanced Inorganic/Organic Carbon Ratio. Biotechnology & Bioengineering 108, 549-558.