Illinois-forskere udvikler svampebehandling for at omdanne spildevand til gødning

I Urbana, Illinois, er forskere ved University of Illinois Urbana-Champaign banebrydende for en bæredygtig tilgang til gødningsproduktion, der udnytter organisk affald. Gennem to innovative undersøgelser har holdet undersøgt potentialet ved en svampebehandling til at omdanne spildevand fra hydrotermisk likvefaktion (HTL) til en levedygtig gødning til landbrugsafgrøder.

Hydrotermisk fortætning er en proces, der omdanner våd biomasse, såsom svinegylle eller madaffald, til bioråolie ved hjælp af høje temperaturer og højtryksforhold. Denne proces genererer et biprodukt kendt som hydrotermisk væskefase (HTL-AP), som typisk indeholder værdifulde næringsstoffer fastlåst i organiske former, som ikke er let tilgængelige for planter og kan også indeholde giftige tungmetaller.

Paul Davidson, en lektor ved Institut for Landbrugs- og Biologisk Teknik, forklarede: "Mens HTL-AP indeholder næringsstoffer, der er gavnlige for befrugtning, skal de organiske nitrogenforbindelser nedbrydes til former som ammoniak eller nitrat, som planter kan absorbere, og giftige. komponenter skal fjernes."

Den første undersøgelse, ledet af den daværende masterstuderende Vitória Leme, fokuserede på at anvende Trametes versicolor, en type hvidrådsvamp, til at behandle HTL-AP. Resultaterne viste, at behandling af spildevandet med denne svamp i tre dage øgede koncentrationerne af nitrat og ammoniak markant.

Efter Lemes eksamen fortsatte bachelorstuderende Karla Lopez forskningen. I den anden undersøgelse kombinerede hun svampebehandlingen med en bakteriel nitrifikationsproces for yderligere at omdanne ammoniak til nitrat, hvilket opnåede en 17-dobling af nitratkoncentrationen.

Lopez fremhævede, at optimale resultater blev opnået, når mikroorganismerne blev holdt i vand med et pH-område på 6 til 7,5. Hun bemærkede, "Vores resultater tyder også på, at svampen ikke kun hjælper med at genvinde næringsstoffer, men også spiller en rolle i at afgifte spildevandet."

Med udgangspunkt i disse lovende resultater undersøger Davidsons team nu brugen af ​​dette rensede spildevand til at dyrke hydroponiske afgrøder med det formål at etablere en cirkulær økonomimodel, der minimerer behovet for langdistancetransport af våd biomasse. Han forestiller sig at integrere dette behandlingssystem i nærheden af ​​svinefarme eller lignende landbrugsanlæg for at strømline processen fra affaldsgenerering til gødningsudbringning.

Forskningen, støttet af USDA National Institute of Food and Agriculture, markerer et væsentligt skridt i retning af at reducere forbruget af fossile brændstoffer i gødningsproduktionen og forbedre bæredygtigheden af ​​landbrugspraksis.