Een nieuwe zouttolerante bacterie gekweekt uit de Rode Zee verwijdert effectief stikstof uit zout afvalwater, suggereert onderzoek van het team van Pascal Saikaly bij KAUST. De bacterie zou kunnen worden gebruikt om rioolwater te behandelen dat afkomstig is van toiletten die zeewater gebruiken om te spoelen in plaats van zoet water.

Minder dan één procent van het water op aarde is zoet en ook toegankelijk voor menselijk gebruik. De wereldbevolking zal naar verwachting groeien tot ongeveer tien miljard in 2050 en zal een toenemende druk blijven uitoefenen op deze toch al zeldzame hulpbron.

Momenteel, toiletspoeling is goed voor ongeveer 30 procent van de totale vraag naar huishoudelijk water in de wereld, met een gemiddelde mens die maar liefst 50 liter per dag spoelt. Het gebruik van zeewater om toiletten door te spoelen kan de druk op zoetwaterbronnen gedeeltelijk verlichten.

"Zeewatertoilet doorspoelen is al in de praktijk in Hong Kong, Singapore en Tokio, ", zegt KAUST-onderzoeker Muhammad Ali. "Waarschijnlijk zullen meer kuststeden volgen om hun afhankelijkheid van zoetwaterbronnen en energie-intensieve ontzilting te verminderen. Maar het hoge zoutgehalte in het afvalwater van het doorspoelen van zeewatertoiletten beperkt de prestaties van conventionele stikstofverwijderende bacteriën die worden gebruikt in behandelingsprocessen, omdat ze een lage zouttolerantie hebben."

Muhammad Ali en Ph.D. kandidaat Dario Rangel Shaw, beide in het lab van Pascal Saikaly, voerde drie jaar tests uit om te achterhalen of de bacterie Candidatus Scalindua sp. AMX11, die ze uit de Rode Zee kweekten, kon stikstof effectief uit zout afvalwater verwijderen.

Stikstof moet uit afvalwater worden verwijderd vanwege de negatieve effecten op het milieu en de menselijke gezondheid. Momenteel, de meest energiezuinige methode hiervoor is het gebruik van korrels met twee soorten stikstofverwijderende bacteriën. Maar een van deze, een anaërobe ammoniumoxidatiebacterie, of kortweg anammoxbacteriën, heeft een zeer lage tolerantie voor en effectiviteit in zout water.

KAUST's Candidatus Scalindua sp. AMX11 was ongeveer 90 procent effectief in de behandeling van afvalwater met een zoutgehalte van ongeveer 1,2 procent en vertoonde hoge stikstofverwijderingssnelheden. De tests waren op echt zeewater, in tegenstelling tot andere onderzoeken die kunstmatige versies gebruikten.

"De bevindingen tonen een proof of concept aan, en de volgende stap is om deze technologie te demonstreren in een microbieel granulair systeem dat Candidatus Scalindua sp. AMX11-bacteriën en de andere soorten bacteriën die nodig zijn voor een volledig afvalwaterzuiveringsproces, " legt Saikaly uit.