De in 2015 ontdekte comammox-bacterie zou een cruciale rol kunnen spelen in een nieuwe manier om afvalwater beter en efficiënter te reinigen. In combinatie met de beroemde anammox-bacterie, dat ammonium omzet in nitriet, kan het zuiveringsproces beter verlopen. Pieter Blom van Radboud Universiteit toonde aan dat, door de combinatie van de twee bacteriën, zowel nitriet kan worden omgezet naar nitraat als nitraat naar nitriet. Het kan een veelbelovende ontwikkeling worden voor de afvalwaterzuivering.
Om stikstof uit afvalwater te zuiveren zijn verschillende bacteriën nodig. De anammoxbacterie is hierin berucht: in zuurstofloze condities zet het ammonium om naar nitriet. Andere nitrificerende bacteriën zetten vervolgens het nitriet weer om in nitraat. De in 2015 ontdekte commamox (´complete ammonium oxidatie´)-bacterie kan echter direct van ammonium via nitriet naar nitraat, en weer terug. Dat is dus veel efficiënter, ontdekte promovendus Pieter Blom van het onderzoeksinstituut RIBES, het Radboud Institute for Biological and Environmental Sciences. Op 4 april promoveerde hij op zijn onderzoek.
Bacterie-onderzoek
Door het sorteren en opkweken kwamen Blom en collega-onderzoekers erachter hoe de commamox de competitie aangaan met de bacteriën die ammonia alleen maar deels opeten. Met de kennis verkregen uit deze studies zijn ze gaan kijken of de nieuwe bacteriën ook zijn in te zetten om ammonia nog efficiënter en onder zuurstofloze omstandigheden uit rioolwater te kunnen halen. Dat bleek dus het geval.
Juiste stikstof-nitriet ratio
Door gebruik te maken van de door de TU Delft ontwikkelde anammox-technologie, is minder zuurstof en geen koolstof nodig voor het verwijderen van stikstof uit afvalwater. Dit in tegenstelling tot de klassieke zuivering, waarbij wel veel energie, koolstof en zuurstof nodig is voor de bacteriële behandeling. Alleen is er nog wel een ander probleem bij anammox. De anammox-bacteriën functioneren alleen goed bij bepaalde hoeveelheden ammonium en nitriet, ofwel de juiste stikstof-nitriet ratio. Het is vrij lastig om dat precies te sturen. “Anammox heeft geen zuurstof én geen koolstof nodig. Wat ze echter wel nodig hebben, is de juiste stikstof-nitriet-ratio. En dat is waar de comammox-bacterie zou kunnen helpen”, aldus Blom.
Zuurstofarm
De comammox-bacterie kan nitriet naar nitraat omzetten, en terug, ontdekte Blom. Daarmee kan hij de juiste ratio leveren voor de anammox-bacterie, waardoor die goed zijn werk kan doen. “Daarmee lijkt de comammox de ideale partner voor de anammox bij de zuivering van afvalwater”, legt de onderzoeker uit. Wat hierbij belangrijk is, is dat de omstandigheden waaronder beide bacteriën werken vergelijkbaar zijn. Dat bleek zo te zijn. Blom ontdekte dat comammox ook goed onder zuurstofarme omstandigheden groeit en zijn werk kan doen.
Toekomstmuziek
Het onderzoek is echter bij lange na nog niet ver genoeg om deze innovatie toe te passen voor de afvalwaterzuivering, benadrukt Blom in het persbericht. Een uitdaging bij de opschaling ligt bijvoorbeeld nog in de kleine bandbreedte voor zuurstof. Mogelijk moet er meer met membranen en biofilmachtige systemen gewerkt worden voor toepassing in de rwzi. “Uiteraard is hier meer onderzoek naar nodig, maar de comammox-bacterie doet wel wat we hoopten en verwachten. Hij kan de omstandigheden voor de anammox vergemakkelijken.”
