Online data om bakteriers DNA vil optimere lattergasbekæmpelse

For at styre de bakterier der renser spildevandet for kvælstof, så de ikke samtidig producerer lattergas, har Krüger sammen med tre forsyningsselskaber udviklet et nyt online værktøj. Det fodrer renseanlæggets styringssystem med data om bakteriernes DNA. Målet er at styre rensningen optimalt, samtidig med at lattergasproduktionen bliver markant reduceret.

Det nye værktøj skal levere detaljeret viden til styringssystemet om de mikrober, der bl.a. producerer lattergas. Det er udviklet i et projekt med deltagelse af udvalgte renseanlæg hos Aalborg Forsyning, Lemvig Forsyning og BIOFOS. De tre forsyningsselskaber har taget prøver af deres slam med 14 dages mellemrum. Prøverne er sendt til DNA sekventering i et laboratorium, og resultaterne (DNA sekvenserne) er så sendt tilbage til renseanlæggets styringssystem, der automatisk bruger de mange data i styresystemet. På den måde vil man på sigt kunne reducere lattergasudledningerne kraftigt.

- Styringssystemet skal finde en fin balance. For de bakterier, der er afgørende for de biologiske processer på et renseanlæg, hvor de står for kvælstoffjernelsen, er de samme bakterier, som producerer den uønskede lattergas. Opgaven i projektgruppen har været at vise, hvordan man får de mange data om bakterierne i spil, så de kan bruges straks og løbende i renseanlæggets styringssystem. Dvs. data fra slammet skal flyde automatisk til styringssystemet. Det er det, vi som de første i praksis har løst hér, fortæller Mikkel Stokholm-Bjerregaard, der er innovationschef hos Krüger.

Opgaven i projektgruppen har været at vise, hvordan man får de mange data om bakterierne i spil, så de kan bruges straks og løbende i renseanlæggets styringssystem. Dvs. data fra slammet skal flyde automatisk til styringssystemet. Det er det, vi som de første i praksis har løst hér.
- Mikkel Stokholm-Bjerregaard, der er innovationschef hos Krüger

Han har samarbejdet med laboratoriet DNA Sense og de 3 forsyningsselskaber, der har stillet spildevand og data til rådighed, så Krügers styringssystem, Hubgrade, kan opsamle DNA data, vise dem på brugerfladen og anvende dem til forbedret styring.  I projektet, der går under navnet BIOKIN, har man automatiseret  vandprøver, DNA sekventering og Hubgrades automatiske hentning, visning og anvendelse af data. Måden, som styringen i Hubgrade opfører sig på, er baseret på de tal, der løbende kommer ind. Krüger har udvalgt nogle få bakterier af ca. 10.000 forskellige. Det er de bakterier, man ser som afgørende for produktionen af lattergas – de såkaldte nitrifikanter. Dem har Krüger så arbejdet videre med og brugt til at beregne proceshastigheder på renseanlægget med. Det er nødvendigt med data om bakterierne for at beskrive sammenhængen med lattergasproduktionen.

Aalborg vil være klar til 2025 krav

Aalborg Forsyning har deltaget i projektet, fordi man som alle andre renseanlæg ønsker at få styr på sine lattergasudledninger og skal kunne tackle de grænseværdier, der fra 2025 vil blive indført for lattergas: 

Vores mål er i første omgang en markant reduktion af udledningen i forhold til nu. Vi har i forvejen installeret lattergassensorer på anlægget, så vi har et godt kendskab til mængden af udledninger fra beluftningen. Et styringsværktøj, der supplerer det Hubgrade styringssystem, vi allerede har, vil være det nemmeste og også den billigste måde at tackle problemet på.
-  Nikolaj Bang Thøgersen, procesingeniør hos Aalborg Forsyning

Endnu er det dog ikke afklaret, om forsyningsselskabet er med i et opfølgende projekt, der skal rulle værktøjet fuldt ud. I BIOKIN har Krüger og de øvrige partnere demonstreret, at man kan anvende værktøjet og at det har en effekt. Man er endnu ikke i mål med en færdigudviklet styring, der kan holde styr på lattergas ved at bruge DNA data som input. Men ifølge Mikkel Stokholm-Bjerregaard har man nu de værktøjer, der skal til for at tage det sidste skridt. 

Samspil mellem online styring og kompetente medarbejdere

Hos Aalborg Forsyning deltager Aalborg Renseanlæg Øst, der er bygget til 110.000 PE, i BIOKIN projektet. 

- Tanken er jo, at alt i fremtiden er digitaliseret, så vi skal have et ordentligt datagrundlag og styringsparametre. Dog går vi helst med livrem og seler, så vi vil gerne sikre os en mulighed for fortsat at ændre setpunkter selv, i tilfælde af at der skulle komme store overraskelser, som styringen ikke har kunnet forudse. Vi skal være trygge i processen med at gå over til den situation, hvor alt styres automatisk, siger Nikolaj Bang Thøgersen. 

Det vil være en rutineopgave for driftsfolkene på anlægget at tage prøver og sende ind – formentlig hver 14. dag. Enhver god drift af et anlæg er et samarbejde mellem driftssystemet og kompetente medarbejdere. Den nye funktion i form af løbende data til styringen skal fortælle den, hvad den skal arbejde med. Driftsfolkene kan så give input til styringen på baggrund af de ting, de ser på skærmen og i øvrigt følge med i, hvad der sker. De kan fx følge op med forskellige tiltag til bekæmpelse, hvis der kommer et varsel om en stigende mængde af uønskede trådformede bakterier. 

Ifølge Mikkel Stokholm-Bjerregaard har det samtidig stor økonomisk betydning, at man regulerer på mængden af slam på renseanlægget. Har man en høj slamkoncentration, har man flere arbejdsheste.

- DNA data vil også give mulighed for at forholde sig til, hvor mange nitrifikanter, man har, og regulere efter dem i stedet for efter mængden af slam. Antallet af nitrifikanter kan variere med faktor 5 hen over året. Så man kan vælge, hvor meget biomasse, man har brug for, og det kan bidrage til at øge effektiviteten af biogas produktionen, siger Mikkel Stokholm-Bjerregaard. 
 

Artiklen er oprindelig bragt i magasinet Spildevand #1 2023