Biotechnologie & milieu

Zuivering van afvalstoffen en dan met name van afvalwater is een beetje typische tak van de bioprocestechnologie. De principes waarop traditionele waterzuiveringssystemen gebaseerd zijn komen uit de natuur. Als afvalwater geloosd wordt op sloten en rivieren, dan zal de organische stof die daar in zit worden afgebroken door micro-organismen die daar van nature al in aanwezig zijn. Hierbij gebruiken die micro-organismen zuurstof met als gevolg dat lozingen van afvalwater kan leiden tot een zuurstoftekort in het oppervlaktewater met als gevolg sterfte van veel gewenste organismen (bv. vissen).

Daarnaast bevat het afvalwater veel pathogene (ziekteverwekkende) organismen. Voor 1900 is dit de aanleiding geweest voor veel infectieziekten. Na die tijd is men het belang gaan inzien van hygiëne op de gezondheid. Dit heeft ook het begin van de waterzuiveringssystemen gevormd.

De eerste aërobe waterzuiveringssystemen waren uiterst simpel en volledig gebaseerd op de waarneming dat organische stoffen na lozing afgebroken werden met gebruik van zuurstof. Door dit in aparte tanks te doen en deze tanks te beluchten kon dit gecontroleerd plaats vinden. Indien dit proces lang genoeg duurde werden ook pathogene micro-organismen wel verwijderd.

Dit is in feite nog steeds het achterliggende principe van waterzuiveringsreactoren. De schaal waarop de zuivering wordt uitgevoerd is enorm vergroot. Voor de zuivering van het afvalwater van een plaats als Den Bosch met 150.000 inwoners is een fermentor nodig van 4000 m3.

Milieubiotechnologische processen worden niet alleen meer gebruikt voor de afbraak van organische stoffen, maar op grotere schaal ook steeds meer voor de verwijdering van xenobiotica, fosfaten, stikstof en zwavelverbindingen, niet alleen meer uit vloeibare afvalstromen, maar ook uit gassen en vaste stoffen. De processen worden steeds beter gecontroleerd. Er ontstaat steeds meer kennis over welke organismen bepaalde verbindingen afbreken en onder welke omstandigheden zij dat doen. Het gevolg is dat veel gerichter aan de ontwikkeling van efficiënte reactoren gewerkt wordt.

Daarnaast wordt ook gezocht naar steeds nieuwe micro-organismen die bepaalde nauwelijks afbreekbare verbindingen kunnen afbreken. Heel bewust worden dan micro-organismen geïsoleerd die bijvoorbeeld gechloreerde koolwaterstoffen, benzeen, en naftaleen kunnen afbreken. De reiniging van afvalstromen met deze componenten kan dan bijvoorbeeld plaats vinden in fermentoren speciaal gemaakt voor deze afbraak.

Ook de milieubiotechnologie heeft zijn oorsprong in de klassieke biotechnologie en begint die fase nu te ontgroeien.