Biofilmsprocess med rörligt bärarmaterial för
nedbrytning av läkemedelsrester
Sofia Johannesson
Innehåll
•
•
•
Vad är MBBR
Rening av vatten från läkemedelsindustrier
Pågående forskning
►
MERMAID
►
MERMISS
MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)
Biologisk reningsmetod
Biofilm växer på ett rörligt bärarmaterial
Designade för att ha stor skyddad yta
(250-1200m2/m3) och en densitet nära
vattnets
Omblandning - luftning eller omrörare
Aerobic reactor
Anoxic reactor
MBBR - processlösningar
MBBR som ensam
processlösning
MBBR som
förbehandling
MBBR som efterbehandling
MBBR i aktivslam
AnoxKaldnes™ MBBR technology
•
•
Kompakt processlösning
Robust – klarar variationer och
störningar
•
Enkelt att öka kapaciteten genom att
fylla med mer bärarmaterial
•
Enkelt att skapa flerstegssystem med
specialiserade mikroorganismer
•
Kan enkelt instelleras i existerande
tankar eller bassänger
•
Bra förutsättningar för
långsamväxande mikroorganismer
Läkemedelsindustrier
Läkemedelsindustrier
•
Toxiska vatten – även för mikroorganismer
•
Svårnedbrytbara ämnen
•
Produktion körs ofta i kampanjer – stora variationer i
vattnets sammansättning – kräver flexibel och stabil
processlösning.
Grindeks
•
•
•
Ledande läkemedelsföretaget i de Baltiska länderna
Kraftigt förorenat avloppsvatten
►
Svårnedbrytbara ämnen
►
Toxiskt
Labbförsök under drygt 2 år
►
Svårt att komma igång
Grindeks - processlösning
•
•
5-stegs MBBR med
►
COD reduktion
►
Nitrifikation
►
Denitrifikation
>99% BOD reduktion
Astra
•
•
•
Kraftigt förorenat avloppsvatten
►
Svårnedbrytbara ämnen
►
Toxiskt
Mälaren recipient
►
Fritt från toxicitet och minst 95% nedbrytning av COD
Många labförsök
►
Huvudproblemet – giftigt även för bakterier
►
Lösning – svamp!
Astra
MBBR-Treatment
with funghi
MBBR-treatment
with bacteria
Dissolved air flotation
Powdered activated carbon
Chemical precipitation
and dissolved air flotation
Pågående forskning
Pågående forskning
•
MERMAID
►
EU-projekt
►
Samarbete mellan DTU & AnoxKaldnes
►
Doktorand
►
Fokus på mekanismer vid nedbrytning
läkemedelsrester
MERMAID - aim
•
Projektets två huvudfrågor
Is the increased microbial community diversity or metabolic
expansion (non-constitutive enzyme expression) responsible
for enhanced trace organics removal in biofilm systems?
How can we design and operate bioingeneering systems under
the knowledge of these 2 hyphotesis in order to enhance te
removal of MPs?
MERMAID - Metod
•
•
•
•
Batch and continuous laboratory-scale and pilot-scale MBBR
systems using municipal wastewater.
Designing and developing specific systems where the two
mechanisms will be uncoupled and emphasized.
The community expansion will be measured at the genomic level,
using 16sRNA based analysis (DGGE, qFISH, qPCR)
Metabolic expansion of the community will be investigated at the
proteomic level.
MERMISS
•
•
•
Nedbrytning av läkemedel från sjukhusavloppsvatten
Ca. 5 % av den totala läkemedelsförbrukningen sker på
sjukhusen, resten sker i hemmet
De mest problematiska läkemedlen kommer från
enskilda avdelningar, bl.a.
►
Onkologi (cytostatika, smärtstillande, antibiotika)
►
Infektion (antibiotika)
►
Bilddiagnostik (kontrastmedel)
Aarhus Kommunehospital
HYBAS uppställning:
11/04/2014
+ aktivslam
19
Ren MBBR:
(utan aktivslam)
M1
M2
M3
11/04/2014
20
MERMISS
•
•
Påvisat nedbrytning av flera läkemedel
Har tittat på bla.
►
Ibuprofen
►
Naproxen
►
Gemfibrozil
►
Diclofenac
►
Clofibrinsyra
MERMISS - slutsatser
•
•
•
Rening av avloppsvatten med läkemedelsrester kan
erhållas i en flerstegs MBBR
Nedbrytning av en stor mängd organiskt material mha en
biologisk process, minskar kraftigt behovet av ozonering
Behandling
av
delströmmar
av
sjukhusens
avlloppsvatten är mer ekonomiskt än behandling av
sjukhusets samlade avlopp
Sammanfattning
•
•
•
MBBR – biologisk reningsmetod där mikroorganismerna
växer på ett rörligt bärarmaterial
Referensanläggningar med goda resultat från
läkemedelsindustrier – höga koncentrationer!
Pågående forskningsprojekt kring MBBR för behandling
vid låga koncentrationer
Tack för uppmärksamheten!
Sofia Johannesson
Manager R&D Municipal, Industry & Biogas
[email protected]
