Till innehåll på sidan

Wastewater treatment from pharmaceutical substances with filamentous fungi

Tid: Fr 2021-03-26 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/webinar/register/WN_nTauzBMGSGqWGIpW3KMDFQ, Stockholm (English)

Ämnesområde: Bioteknologi

Respondent: Brigita Dalecka , Industriell bioteknologi, Riga Technical University

Opponent: Paul Van der Wielen, ; Lima Nelson,

Handledare: Gunaratna Kuttuva Rajarao, Industriell bioteknologi; Talis Juhna, Riga Technical University

Abstract

Den ständigt ökande oron om läkemedelsresters vida spridning i den akvatiska miljön är ett globalt erkänt växande problem, då dessa substanser orsakar oönskade effekter på människa och miljö. Dagens avloppsvattenreningsmetoder är inte designade för att rena vattnet från läkemedelsrester, vilket resulterar i att dessa substanser sprids och riskerar orsaka skada. 

På grund av detta är det viktigt att förbättra den konventionella reningsprocessen för att möta framtidens krav på läkemedelsrening. En lovande teknik för att åstadkomma denna förbättring är biologisk rening med hjälp av filamentösa mikrosvampar, vilken visat sig vara både kostnadseffektiv och miljövänlig. Syftet med denna avhandling var således att undersöka möjligheten att tillämpa mikrosvampar för att rena vatten från läkemedelsrester, men också hur väl en sådan lösning skulle kunna passa in i ett konventionellt reningsverk. 

Arbetet fokuserade på att hitta lämpliga stammar av mikrosvampar som kunde anpassa sig till miljön i en konventionell avloppsvattenreningsprocess utan att konkurrera med den aktiva mikrobiologiska floran, eller att behöva förändra rådande fysikalisk-kemiska parametrar. Vidare undersöktes hur väl lämpliga kandidater av mikrosvampar reducerade näringsämnen och läkemedelsrester, samt dess mekanismer, både i labbskale- och pilotskaleförsök. 

Avhandlingen består av två delar i vilken den första behandlar batch- experiment i labbskala som genomfördes i labbmiljö där lämpliga stammar av mikrosvampar utvärderades efter dess förmåga att rena vatten från läkemedelsrester. Resultaten visade att svamparna konkurrerar med varandra då högre reduktion observerades i de fall svamparna odlades individuellt. Två lovande kandidater att använda i en icke-steril miljö utan pH-justering var Trametes versicolor, en laboratoriestamm, samt Aspergillus luchuensis, ett isolat från ett kommunalt avloppsreningsverk. Dessa två kandidater användes i avhandlingens andra del, vilken behandlar utvecklingen av en FPB-bioreaktor (fluidiserad pelletbädd-bioreaktor) i pilot-skala. Resultaten visade en hög potential för att effektivt minska halten fosfor i icke-sterilt vatten från ett kommunalt avloppsreningsverk. 

Vidare optimerades bioreaktorn med avseende på bioaugmentering, genom kontinuerlig tillförsel av svamp-biomassa. Resultaten från optimeringen visade att bioaugmentering är en effektiv metod för att snabbt bygga upp biomassa i bioreaktorn. En modelerings-studie med hjälp av en AI-baserad plattform visade dessutom att optimeringen av bioaugmentering ökade systemets effektivitet för att minska halten läkemedelsrester från icke- sterilt avloppsvatten. 

Författaren av den här avhandlingen har därmed visat att litteraturstudien samt resultaten från experimenten bidragit till ny kunskap som kan användas i framtida forskning om avloppsvattenrening med hjälp av mikrosvampar. Det här arbetet kommer förbättra och utöka förståelsen för hur mikrosvampar kan appliceras i kommunala vattenreningsprocesser. Avhandlingen är skriven på engelska och består av 68 sidor, 14 figurer, 4 tabeller, samt 133 litteratur-referenser. 

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-291098