DNA sekventering af bakterier i renseanlæg: spændende resultater inden for trouble-shooting og driftsoptimering

Biologiske rensesanlæg benytter bakterier til omsætning af spildevandet. De sidste 20 år er vores viden om bakterier involveret i spildevandsrensningen steget dramatisk. Dette har ledt til mange nye og spændende processer, f.eks. biologisk fosforfjernelse og kvælstoffjernelse med Anammoxprocessen, samt nye strategier til at kontrollere trådformede bakterier.
Et bredere kendskab til de bakteriearter, som renser vandet har mange uudnyttede potentialer, da den aktuelle bakteriesammensætning kan ses som en indikator for sundheden af anlægget. Dette betyder, at vi i teorien kan koble en grundlæggende viden om bakterierne til anlægsdesign og drift og efterfølgende bedre forstå, hvordan ændringer i design og drift påvirker bakterierne og derved spildevandsrensningen.
De mikrobielle samfund i renseanlæg er forholdsvise komplekse og indtil for nyligt har det ikke været muligt at måle den komplette artssammensætning rutinemæssigt. De seneste års udvikling inden for DNA sekventering har dog ændret dette dramatisk. Der er nu muligt at tage en prøve og inden for få dage få et komplet billede af alle bakterierne i prøven. Teknologien er desuden så billig, at det er muligt at gøre i stor skala. Dette giver helt nye muligheder, som vi ikke har turde drømme om indtil nu.
Siden 2006 har vi i samarbejde med 54 danske renseanlæg, rådgivere (Krüger, Kemira) og Dansk Spildevandsteknisk Forening indsamlet prøver til MiDAS (Den Mikrobielle Database for Aktivt Slam) for at undersøge mikrobiologien og dens relation til drift og design af anlæggene. Vi kan nu f.eks. se hvilke bakteriearter, som findes i de danske anlæg, hvilke der er hyppige, hvilke anlægsparametre der er vigtige for artssammensætningen, og hvor lang tid det tager at få en stabil proces efter ændringer af drift eller procesdesign. Desuden giver de MiDAS prøverne et unikt billede af den store betydning af industrielt spildevand på bakteriesammensætningen og derved på anlæggets funktion. Et projekt støttet af VTU har de sidste to år bl.a. støttet test af metoderne på en række renseanlæg.
I dette indlæg vil vi give eksempler på, hvad en hurtig karakterisering af mikrobiologien bliver brugt til, og hvordan den nye viden, der er indsamlet i MiDAS over de sidste 10 år, begynder at udmønte sig i konkrete værktøjer til trouble-shooting på de enkelte renseanlæg. Disse vil bl.a. omfatte forbedret identifikation og kontrol af visse trådformede bakterier samt en ny forståelse af bakterier involveret i N-fjernelsen.