Med hjälp av tåliga svenska mikroalger kan reningsverken få sitt avloppsvatten renat från kväve och fosfor på ett effektivt, ekonomiskt och hållbart vis och på samma gång producera värdefull biomassa till biobränslen. Foto: Lorenza Ferro
Skitbra bränsle – alger renar avloppsvatten
Kanske kan man snart börja producera biobränslen med hjälp av avloppsvatten från våra vattenreningsverk. Forskare vid Umeå universitet har identifierat ett antal tuffa och tåliga nordiska mikroalger som både klarar vårt klimat och är bra på att rena vatten och producera mycket fett för produktion av biobränslen.
Det brukar kallas tredje generationens biodrivmedel. Att producera biobränslen av mikroalger istället för raps och andra grödor eller skogsprodukter har länge framhållits som det mest hållbara och effektiva sättet. Dessutom binder algodlingarna upp koldioxid. Fast än så länge är det få som flyger eller kör på algbaserat bränsle. Orsaken är främst ekonomisk, volymerna är för små och produktionen för dyr.
LÄS MER: Alger som flygbränsle – hajp eller hopp?
Fast om man får biomassan i stort sett gratis? Om den skulle vara biprodukt i en annan verksamhet där användningen av alger redan betalar sig? Ja, det kan snart bli fallet att döma av en ny avhandling vid Umeå universitet av Lorenza Ferro, forskare vid Kemiska institutionen.
Rena avloppsvatten
Hon visar här hur man effektivt både kan rena avloppsvatten och producera stora mängder biomassa för produktion av biobränslen med hjälp av inhemska algstammar anpassade efter vårt klimat. Användningen av mikroalger är inte så utbredd i Sverige på grund av låga temperaturer och lite dagsljus, men enligt den nya studien är det något av en missuppfattning.
– Jag blev faktiskt överraskad av hur väldigt tåliga och produktiva de här nordiska mikroalgerna var. Även när vi utsatte dem för temperaturer nedåt fem grader och bara några timmars ljus fortsatte de att producera en bra mängd biomassa och metabolisera kväve och fosfat. Det var bara de nordiska stammarna vi testade som klarade det, säger Lorenza Ferro.
Måste fungera året runt
Sett över ett helt år så har ju de nordiska mikroalgerna det inte sämre än på andra håll i och med att sommarhalvåret är så ljust. Problemet är att algreningen av avloppsvatten måste fungera året runt. Därför genomför Lorenza Ferro just nu ett experiment med att under verkliga förhållanden dra ut växtperioden till det yttersta och se hur de undersökta algstammarna klarar av sen höst och vinter.
För att hitta lämpliga lokala mikroalger som står ut och frodas i vårt kalla och halvårsvis mörka klimat vaskade Lorenza Ferro igenom vattendrag i jakt på lämpliga kandidater. Sextio algstammar isolerades och klassificerades varav åtta visade sig vara extra bra på att rena bort fosfor och kväve från avloppsvatten och även växa till sig snabbt och producera mycket fett, lipider, i sina celler som kan användas för produktion av biobränslen.
– Om tio–tjugo år hoppas jag att man börjat testa avloppsrening med mikroalger i ett flertal mindre kommuner runt om i landet. Det fungerar ju på en rad andra håll i världen så varför inte här? Och metoden är både billigare, mindre energikrävande och mer miljövänlig än dagens avloppsrening där man använder en massa kemikalier. Att det också går att göra drivmedel av biomassan är ju en stor bonus.
En framtida anläggning för vattenrening med alger skulle kunna se ut ungefär så här:
Från vattenreningsverket pumpas avloppsvattnet in i en fotobioreaktor, eller odlingsmodul, där algsoppan får växa till sig på fosforn och kvävet i vattnet och solljus, gärna även med hjälp av koldioxid från rökgaser, exempelvis från ett näraliggande värmekraftverk.
Efter hand skördar man algerna genom att separera dem från vattnet genom exempelvis flockning, filtrering, sedimentering och centrifugering. Det hela beror på vilken sorts alger det är.
Bryter ned läkemedel
En del av Lorenza Ferros nordiska mikroalger visade sig faktiskt även kunna bryta ner ingredienser i vissa av de vanligaste läkemedlen som återfinns i avloppsvattnet på kommunala reningsverk.
Biobränslen är ju inte det enda man kan använda algodlingar till. Algmassan kan användas för att producera allt från mat, foder, protein, antioxidanter, kosmetika och medicin. Fast vem vill ta sig en hutt omega-3 som är utvunnen ur biomassa som vuxit till sig i avloppsvatten?
– Nej, det kommer att bli svårt att sälja biomassa producerad i avloppsvatten till mycket annat än biobränsle. Det går aldrig att vara säker på att det inte innehåller potentiellt farliga mikroföroreningar säger Lorenza Ferro.
Länk till Lorenza Ferros avhandling: Wastewater treatment and biomass generation by Nordic microalga
