Fremtidens materialer kan udvindes fra spildevand

”Perspektivet er enormt, fordi man tager noget, der lige nu er affald, og laver højværdiprodukter af det”.

Sådan siger professor i kemi og biovidenskab på Aalborg Universitet Per Halkjær Nielsen om resultaterne fra et forskningsprojekt, hvor man udnytter den overskydende biomasse i spildevandsrenseanlæg på nye måder. Omdrejningspunktet er biopolymerer, der kan beskrives som lange kæder af molekyler, som er bundet til hinanden, og som produceres af levende organismer, blandt andet bakterier. I dag anvender man i mange sammenhænge syntetiske polymerer, der fremstilles i den petrokemiske industri af råolie og bruges i blandt andet plastik, tekstilfibre, klæbestoffer og maling – men med en fremtidig produktion af biopolymerer på renseanlæg vil man gennem et spildprodukt kunne udvinde et bæredygtigt alternativ til oliebaserede polymerer.

”Kort fortalt handler arbejdet med biopolymerer om, at man i renseanlæg producerer en masse biomasse, som reelt er bakterier, der spiser alt, der kommer ind i renseanlægget, så der kun er det rene vand tilbage”, forklarer professor Per Halkjær Nielsen.

”Hver eneste dag bliver der produceret mange tons biomasse, afhængig af hvor stort renseanlægget er, og det omsætter man typisk i en biogasreaktor, så man får energi ud af det. En stor del af bakterierne består af biopolymer, dvs. de klisterstoffer, de har uden om sig, og biopolymerer er efterspurgt i industrien som et bæredygtigt alternativ til oliebaserede polymerer”.

Biopolymerer kan f.eks. anvendes som bindemiddel i papir og i byggematerialer, og de kan anvendes som materiale til flokkulering, hvor man får små partikler til at klumpe sammen og bundfældes som en del af vandrensningen af havneslam, søer og renseanlæg – og som en ekstra bonus ser biopolymerer fra renseanlæg ud til at være brandhæmmende. Der er således et potentielt stort marked for biopolymerer, hvis de kan produceres kommercielt bæredygtigt, og det er der udsigt til, viser forskningsprojektet REThiNk.

I et renseanlæg er der flere hundrede forskellige bakteriearter, der producerer mange typer biopolymerer med forskellige egenskaber, og bakterierne anvender biopolymererne som klisterstof til at samle sig i kolonier og hæfte sig på overflader, så de ikke bare skylles ud af renseanlægget. Disse biopolymerer kan udvindes ved at ændre vandets pH-værdi og temperatur, så man kan producere cellulose- og gelatineagtige biopolymerer, der kan anvendes til en række industrielle produkter. Det forventes at være muligt at lave deciderede fabrikker, der producerer biopolymerer fra danske renseanlæg, og potentialet er stort, eftersom der alene i Danmark produceres hundredtusindvis tons bakterier årligt. Som en ekstra gevinst kan der høstes mineraler og andre værdifulde bestanddele fra spildevandet, som ankommer til renseanlæggene, for eksempel fosfor, som er på EU’s liste over kritiske råstoffer, som det kan blive svært at skaffe i fremtiden.

Målet med REThiNk-projektet er på kort sigt at skabe fundamentet for industriel opskalering, så man på længere sigt får en egentlig revolution af genbrug af biomasse fra renseanlæg i hele verden og ikke kun i Danmark. Det kræver også en kortlægning af bakterier på renseanlæg i hele verden, så man kan forudsige, hvordan de hver især kan spille ind i biopolymer-produktion, fosforudvinding m.m.

”Der er et stort potentiale i det, hvis der er firmaer, der kan se, at produktet kan bruges til noget, og at de vil investere i at teste og udvikle det. Og det kræver, at vi får lavet pilotskalaanlæg, så vi kan producere ikke bare gram, men kilo og om et par år mange tons. Vi kan tage 20-30 procent fra biomassen og lave det til biopolymerer, som kan erstatte olieprodukter, men det erstatter faktisk også tang. I dag bliver mange biopolymerer produceret af tang fra store tangskove, som er truet. Så hvis man kan finde andre måder at udvinde biopolymerer, er det en klar fordel også for miljø og biodiversitet”, påpeger Per Halkjær Nielsen.

I REThiNk-projektet samarbejder med Aalborg Universitet med Delft University i Holland og Aarhus Universitet, og forskerne har netop offentliggjort deres resultater i det videnskabelige tidsskrift Current Opinion in Biotechnology.