• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik25. 09. 2021 | Heidi Thode

Membran bioreaktorer – nye muligheder i spildevandsbehandling med avanceret membranteknologi

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik25. 09. 2021 | Heidi Thode

Læs originalartiklen her

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2021 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Membranfiltrering gør det muligt at fjerne miljøfremmede stoffer og mikroplast i spildevand samt ændre rensningsanlæg til ressourceanlæg. En central udfordring er tilstopning af membranerne, som øger driftsomkostninger og giver ustabil drift.

Af Mads Koustrup Jørgensen og Morten Lykkegaard Christensen, Center for Membranteknologi, Institut for Kemi og Biovidenskab, Aalborg Universitet

Membran bioreaktorer er en metode, hvor membraner integreres med den biologiske behandling af spildevand. Teknologien bliver mere og mere udbredt, både kommunalt og industrielt og har vundet indpas mange steder i Nordamerika, Europa og Asien. Der installeres løbende nye anlæg, senest med opførslen af verdens hidtil største membran bioreaktor-anlæg i Henriksdal i Stockholm. Membran bioreaktorer er kompakte og det er derfor lykkedes at placere anlægget inde i et fjeld til trods for en daglig kapacitet på 864.000 m3 spildevand.
Der er en række fordele ved membran bioreaktorer. Ved konventionel spildevandsbehandling efterfølges den biologiske rensning af en bundfældningstank, hvor slammet sedimenterer og overløbet ledes ud som renset spildevand. For membran bioreaktorer sker separationen mellem slam og vand ved hjælp af en membran, som filtrerer slammet fra og lader vandet passere (se figur 1). På grund af den finmaskede membran opnås der en langt højere kvalitet af det rensede spildevand (permeat) end ved brug af en bundfældningstank. Coliforme bakterier fjernes ofte fuldstændigt, og permeatet kan derfor bruges til markvanding, eller til produktion af drikkevand, hvis det efterpoleres med omvendt osmose og desinficeres med UV og brintoverilte, som det blandt andet gøres i Orange County, Californien.
Her produceres der dagligt 378.000 m3 drikkevand fra spildevand.
Membran bioreaktorer er pladsbesparende, da man undgår store sedimentationstanke, og der opnås en stor fleksibilitet i kapacitet, da man kan variere flowet gennem membranerne ved at justere trykforskellen hen over membranerne. Dette er især en fordel ved varierende regnmængder, da man undgår at udlede ubehandlet spildevand under kraftig nedbør, hvilket nogle gange er nødvendigt ved konventionel spildevandsbehandling. Membran bioreaktorer gør det muligt at have en høj opholdstid af mikroorganismer (slamalder), typisk 20-100 dage i modsætning til en-to dage for konventionelle renseanlæg, uden at vandgennemstrømningen gennem anlægget reduceres. Den høje slamalder gør, at man kan fremavle mikroorganismer, som mere effektivt nedbryder miljøfremmede stoffer [1]. Membranerne tilbageholder også mikroplastik, som ender i overskudsslammet og ikke i det rensede spildevand.
Membran bioreaktorer kan også anvendes til efterpolering af allerede renset spildevand. Metoden er testet på Aalborg Vest og Avedøre Rensningsanlæg [2]. På trods af lave slamkoncentrationer (0,045 g/L mod 2,6 g/L til biologisk spildevandsbehandling) viser forsøg fra Avedøre, at slammets nedbrydning af 29 miljøfremmede stoffer er ti gange højere end ved konventionel spildevandsbehandling, hvor kun op mod 43 procent af de testede miljøfremmede stoffer fjernes. Man kan opnå endnu højere fjernelsesgrader af miljøfremmede stoffer ved at udskifte mikrofiltreringsmembranerne med nanofiltrerings- eller osmosemembraner. Disse membraner er tætte nok til at tilbageholde de fleste miljøfremmede stoffer. Ved nanofiltrering har man opnået tæt på fuldstændig fjernelse af miljøfremmede stoffer, men vandudbyttet begrænses typisk til 80 procent og ned til 32 procent, da opkoncentreringen af diverse salte resulterer i opbygning af osmotisk tryk [3,4], hvilket kræver høje hydrauliske tryk for at drive filtreringsprocessen.
Vi er i gang med at forske i nye metoder, hvor man kombinerer opkoncentrering af miljøfremmede stoffer ved kombinering af nanofiltrering med avancerede oxidationsprocesser, hvor de miljøfremmede stoffer i koncentratet løbende nedbrydes. Opkoncentrering ved brug af nanofiltrering har den positive effekt, at den øger hastigheden for nedbrydningen af miljøfremmede stoffer under avanceret oxidation.

Nye membraner skal gøre rensningsanlæg til ressourceanlæg
Rensningsanlæg har vi traditionelt brugt til at behandle spildevand, så det ikke udgør en sundhedsrisiko og ikke forurener miljøet. De senere år har man arbejdet meget med at ændre denne tilgang, så vi fremover kan omstille renseanlæggene til ressourceanlæg, hvor man producerer energi, genindvinder næringsstoffer og mineraler og måske endda producerer plastik og flydende brændstof. Membraner spiller en afgørende rolle i denne omstilling, da de kan separere de enkelte komponenter i spildevandet: 1) direkte membranfiltrering kan bruges som et alternativ til biologisk nedbrydning, hvorved mere organisk stof kan anvendes til energiproduktion, 2) membranerne kan anvendes til at udvinde mineraler og næringsstoffer samt 3) sikre produktion af rent vand. 
I konventionelle renseanlæg fjernes næringsstoffer biologisk under beluftning og omrøring. En stor andel af kvælstoffet omsættes til atmosfærisk kvælstof og genindvindes derfor ikke. Fosfor bindes enten kemisk ved tilsætning af jernsalte eller bindes til biomassen. Ved brug af membranteknologi kan næringsstofferne udvindes. Et eksempel på dette er ved integration af en osmosemembran i membran bioreaktoren, så der både er en osmosemembran og en mikrofiltreringsmembran, som vist i figur 1. Havvands høje saltkoncentration resulterer i et osmotisk tryk højere end 30 bar. Ved at pumpe havvand hen over osmosemembranen, vil vand fra spildevandsslammet transporteres gennem membranen og over til havvandet. Dette sikrer, at man får udledt rent vand til havmiljøet, da osmosemembranen kun lader vand passere. På den måde koncentreres næringsstoffer såsom nitrat, ammonium og fosfat, og kan ekstraheres gennem mikrofiltreringsmembranen. Vi arbejder lige nu på at genindvinde næringsstofferne ved fældning, (membran)krystallisering og elektrodialyse.

Det evindelige problem – fouling
Tilstopning (fouling) af membraner er en stor udfordring for driften af membran bioreaktorer, se figur 2. Aflejring af partikler på overfladen af membranen kan ikke undgås, men flere teknikker kan bruges til at reducere den negative effekt af tilstopning. I membran bioreaktorer skal der tilføres luft til processen for at sikre iltrige forhold for mikroorganismerne. Ved at lade beluftningen foregå ved membranerne, kan luftboblerne skabe turbulens ved membranoverfladen og derved fjerne uønskede partikler. Derudover kan man stoppe filtreringen med jævne mellemrum (relaxation) eller presse vand den modsatte vej gennem membranen (backflush) for derved at fjerne akkumulerede partikler.
Dette har bevirket, at man kan reducere det nødvendige tryk for at opretholde processen, og reducere energibehovet. På grund af den effektive drift vi har i dag, er det typisk makromolekyler, der tilstopper membranen, da disse stoffer er meget svære at fjerne fra overfladen. Det kan for eksempel være proteiner, polysakkarider, DNA og lignende organiske molekyler. Forskningen inden for området viser, at det ikke kun er tilstopning, der er et problem, men også det osmotiske tryk, der opstår ved membranoverfladen på grund af ophobning af organiske molekyler, som illustreret i figur 3. Organiske molekyler er negativt ladede og ofte fleksible polymerer [5]. Det skaber et højt osmotisk tryk, der reducerer vandgennemstrømningen. Desuden viser data, at enkeltceller i slam kan have en stor negativ betydning for vandgennemstrømningen [6]. Denne viden bruges lige nu til at forbedre membranprocesserne og gøre metoden endnu mere attraktiv til spildevandsbehandling eller måske endnu bedre til spildevandsressourceanlæg.

E-mail:
Mads Koustrup Jørgensen: mkj@bio.aau.dk

Referencer
1. Siegrist & Jost, Water Sci. Technol. (2012) 66 (6): 1369-1376.
2. Li et al., Chem. Eng. J. (2022) 427, 131458.
3. Xu et al., Sci. Total Environ. (2020) 744, 140954.
4. Hafiz et al., Membranes (2021) 11(1), 32.
5. Christensen et al., J. Membr. Sci. (2021) 627, 119213.
6. Hansen et al., Water Environ. Res. (2021) 93(2), 207-216.

Skrevet i: Artikler fra Dansk Kemi, Kemiteknik

Seneste nyt fra redaktionen

Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemiTop29. 09. 2026

Der er fokus på ultraforarbejdet mad. Måske skyldes megen af den dårligdom, forarbejdning nu får skyld for, snarere en ubemærket ændring i vores indtag af umættede planteolier – især i de industrialiserede lande. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden

Gekkoen kan hele sit hjerte uden arvæv

AktueltBiologi29. 09. 2026

Et forskerhold fra Aarhus Universitet har kortlagt, hvordan gekkoer gendanner beskadiget hjertevæv. Det kan gøre gekkoen til et nyt vigtigt modeldyr i jagten på at forstå kroppens evne til at reparere sig selv. Hvorfor kan nogle dyr reparere beskadigede organer, mens menneskekroppen ofte må

Hydrogensulfid og biokul

AktueltKlima og miljø22. 09. 2026

Diverse jernforbindelser og aktivt kul har traditionelt været anvendt til at fjerne hydrogensulfid (H2S) fra biogas. Med opblomstringen af pyrolyse er et relativt nyt middel kommet på banen, nemlig biokul, som dog har været udforsket på laboratorieniveau i et årti. Dette lille studie viser, at

Fremtidens cement er levende

AktueltBioteknologiKemiteknikKlima og miljø22. 09. 2026

Ny forskning fra Aalborg Universitet peger på en fremtid, hvor cement kan reparere sig selv, lagre energi, optage CO2 og reagere på omgivelserne ved hjælp af mikroorganismer. Forestil dig en fremtid, hvor hullet i vejen forsvinder af sig selv. Hvor bygningen du arbejder i, også fungerer som et

En succesfuld LabDays Copenhagen 2026

AktueltBranchenyt14. 09. 2026

Traditionen tro blev LabDays Copenhagen 2026 gennemført i KB Hallen; det skete fra den 9. - 10. september – og messen var igen i år en stor succes. Messen havde små hundrede udstillere, som bød fagpublikummet velkommen med et større fagligt program. Over 2.600 fagfolk lagde vejen forbi; så det

Kemiens etik: Et overset felt med voksende betydning

AktueltArtikler fra Dansk Kemi07. 09. 2026

Kemisk forskning og teknologi påvirker i stigende grad sundhed, miljø og samfund. Derfor er der behov for større opmærksomhed på kemiens etiske dimensioner i både forskning, undervisning og faglige organisationer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer,

Molekylær fødevarekemi former fremtidens mad

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi27. 08. 2026

Villumlegat til forsker Milena Corredig sætter fokus på struktur og funktionalitet i bæredygtige fødevarer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Kimie Kongsøre, Institut for

Hvad bruger vi kalken til?

Artikler fra Dansk Kemi26. 08. 2026

Fra Aalborg Portlands hvide kridtgrave til de malede hvælv i Aarhus Domkirke: kalk er ikke kun geologi, men et materiale, der har båret dansk byggeri, industri, landbrug og kunsthistorie. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses herunder uden illustrationer, strukturer eller

Kontrolleret osmose

Artikler fra Dansk Kemi26. 08. 2026

En metode til måling af blandingsenergi i ikke-ideale opløsninger. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Dennis Wowern Nielsen1 og Claus Helix-Nielsen21 Uafhængig forsker 2

Der er forskel på thioler og thioler

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemi26. 08. 2026

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) I den interessante artikel om polycykliske carbonhydrider i aprilnummeret af dette blad [1] omtaltes en femleddet ring med to svovlatomer under navnet

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Mikrolab – Frisenette overtager aktiviteterne i MD Scientific

  • DENIOS ApS

    Vil du opvarme dine materialer effektivt?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Reduktion af energiomkostninger og forlængelse af vakuumpumpens levetid i fødevarepakning

  • Holm & Halby

    VidensDag’26 hos Holm & Halby

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Tilbud på GreenTips pipettespidser fra nerbe plus

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Forudkonfigurerede R&D-pakker fra Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions til forenklet opsætning af undersøgelser

  • DENIOS ApS

    Hvilke risici skal du være opmærksom på ved tekniske gasser?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    De 10 mest almindelige fejl ved brug af turbomolekylære vakuumpumper, og hvordan man undgår dem.

  • Holm & Halby

    Haier Biomedical går ind på markedet for rysteinkubatorer

  • Holm & Halby

    Ny generation af -86 °C frysere halverer næsten energiforbruget

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

    29.09.2026

  • Gekkoen kan hele sit hjerte uden arvæv

    29.09.2026

  • Hydrogensulfid og biokul

    22.09.2026

  • Fremtidens cement er levende

    22.09.2026

  • En succesfuld LabDays Copenhagen 2026

    14.09.2026

  • Kemiens etik: Et overset felt med voksende betydning

    07.09.2026

  • Molekylær fødevarekemi former fremtidens mad

    27.08.2026

  • Hvad bruger vi kalken til?

    26.08.2026

  • Kontrolleret osmose

    26.08.2026

  • Der er forskel på thioler og thioler

    26.08.2026

  • Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

    26.08.2026

  • GC-analyse af ”håbløse” matricer

    24.08.2026

  • Hvor kommer kalken fra?

    17.08.2026

  • Fra forskning til et mere sikkert kemisk arbejdsmiljø for brandfolk

    10.08.2026

  • Størrelse betyder noget

    03.08.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}