Analyse von Mikroorganismen in Belebetschlamm
Eine EU-finanzierte Initiative untersuchte im Labor und anhand mathematischer Modelle mikrobielle Aktivitäten in Schlammflocken aus Kläranlagen. Die in Flocken suspendierte Bakterienmasse ist die aktive Komponente, die unter Abbau von Sauerstoff in Kläranlagen zur Abwasserbehandlung eingesetzt wird. Das EU-finanzierte Projekt (Floc modelling in activated sludge and beyond) (FLOMAS) untersuchte mikrobielle Gemeinschaften in einer kommunalen Kläranlage. Da Flockengröße und -struktur erheblich den Energieverbrauch der Bakterien beeinflussen, muss genau erforscht werden, wie sich diese Flocken bilden, um den Prozess besser zu steuern. Für die Analyse der Flockenproben kombinierte FLOMAS Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung und konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie. Die Bilder stellten unterschiedliche Formen und Größen der Flocken dar und zeigten, wie Ammoniak- und Nitrat-oxidierende Bakterien Mikrokolonien bilden. Auf Basis dieser Daten wurde ein Multiskalen-Computermodell der ersten Generation erstellt, das im Mikromaßstab die Bildung der Schlammflocken darstellt. Auf Makroebene konnte die Reaktorleistung beurteilt werden. Das Ergebnis war ein Multiskalenmodell des Belebtschlammsystems für mehrere Bakterienarten. Die Modellmethoden von FLOMAS lassen sich auch auf andere biotechnologische Systeme anwenden, etwa für einen UASB-Reaktor (upflow anaerobic sludge blanket). So können Wissenschaftler auch natürliche Phänomene genauer erforschen, etwa den als "Meeresschnee" bezeichneten permanenten Partikelstrom an der Meeresoberfläche.
Schlüsselbegriffe
Flocken, Belebetschlammverfahren, Abwasserbehandlung, Mikroorganismen, Abwasser
