Wertschöpfung aus Molkereiabwasser verbessert die Leistung weißfäulnisbildender Pilze bei der Behandlung von Recyclingpapier‑Effluent

Zwei Abfallprobleme in eine saubere Lösung verwandeln

Recycling von Papier und Pappe schont Bäume, erzeugt aber verschmutztes Wasser mit hartnäckigen Chemikalien und dunkler Färbung. Molkereien produzieren ebenfalls große Mengen nährstoffreicher Abwässer, die Flüsse und Seen schädigen können. Diese Studie zeigt, wie sich diese beiden Abfallströme kombinieren lassen und wie spezielle Pilze die Arbeit übernehmen können, um verschmutztes Wasser in etwas deutlich Umweltverträglicheres zu verwandeln, gleichzeitig Behandlungskosten zu senken und die Wiederverwendung von Wasser in der Industrie zu unterstützen.

Verschmutztes Wasser aus Alltagspapier und Milch

Unser moderner Alltag hängt von Papier- und Milchprodukten ab, und beide Branchen verbrauchen große Mengen Wasser. Recyclingpapierwerke geben Wasser ab, das reich an schwer abbaubaren Verbindungen wie Lignin, Resttinten und verschiedenen Zusatzstoffen ist. Dieses Wasser weist einen sehr hohen chemischen Sauerstoffbedarf (CSB), starke Färbung und oft Metallgehalte auf, die Wasserorganismen schädigen können. Gleichzeitig produzieren Molkereien Abwasser, das voller organischer Stoffe und Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor ist. Diese Nährstoffe können, wenn das Abwasser unbehandelt eingeleitet wird, unerwünschtes Wachstum von Mikroorganismen und Algen fördern.

Hilfreiche holzliebende Pilze

Die Forschenden konzentrierten sich auf zwei Arten weißfäulnisbildender Pilze, Bjerkandera adusta und Phanerochaete chrysosporium. In der Natur leben diese Pilze auf Holz und sind bekannt dafür, Lignin zu zersetzen, das robuste Bindemittel in Pflanzenzellwänden. Sie setzen starke Enzymsysteme frei, die eine Vielzahl komplexer und sogar toxischer Chemikalien abbauen können, darunter Farbstoffe und persistente Industriechemikalien. Damit sie effizient arbeiten, benötigen diese Pilze jedoch ausreichend Nährstoffe, insbesondere Stickstoff und Phosphor — genau das, was Molkereiabwasser reichlich liefern kann.

Abfallströme mischen für eine bessere Reinigung

In dieser Arbeit wurde Abwasser aus einem Recyclingpapier‑ und Pappenwerk mit unbehandeltem Molkereiabwasser gemischt, ohne Sterilisierung oder pH‑Anpassung, um reale Betriebsbedingungen nachzuahmen. Das Team testete unterschiedliche Anteile des Papier‑Effluents, verschiedene Pilzansätze und Kontaktzeiten, um ein Verfahren zu finden, das sowohl wirksam als auch praktikabel für den großtechnischen Einsatz ist. Während ein niedrig konzentriertes Papier‑Effluent (25%) den Pilzen das Entfernen von CSB und Farbe am leichtesten machte, bot eine 50%ige Recyclingpapier‑Konzentration die beste Balance zwischen Reinigungsleistung und behandelbarem Wasservolumen. Die Zugabe von nur 10% Molkereiabwasser als Nährstoffquelle verbesserte die Pilzaktivität deutlich und führte über sechs Tage zu starker Schadstoffentfernung, selbst unter diesen nicht sterilisierten, realen Bedingungen.

Wie viel sauberer wird das Wasser?

Unter den gewählten Betriebsbedingungen — halbkonzentriertes Papier‑Effluent, nährstoffreiches Molkereiabwasser und eine höhere Pilzdosis — reduzierte das System den CSB um etwa 94% und die Färbung um rund 36%. Es senkte zudem den fünf­tägigen biologischen Sauerstoffbedarf (BSB5) um mehr als 95% und entfernte nahezu die Hälfte des Lignins. Schwermetalle wie Aluminium, Titan, Zinn und Zink gingen stark zurück, in einigen Fällen um mehr als 90%. Die chemische Analyse zeigte, dass viele der komplexen aromatischen Verbindungen, die zu Beginn vorhanden waren, nach der Behandlung verschwanden und durch einfachere Moleküle und organische Säuren ersetzt wurden — ein Hinweis darauf, dass die Pilze ligninartige Strukturen in kleinere, weniger schädliche Fragmente aufspalten.

Von giftig zu pflanzenfreundlich

Um zu prüfen, ob das behandelte Wasser tatsächlich sicherer ist, führten die Forschenden Keimversuche mit Mungbohnen durch. Unbehandelte Gemische aus Papier‑ und Molkereiabwasser, insbesondere in hoher Konzentration, verkürzten das Wurzelwachstum stark und zeigten deutliche Toxizität. Nach der Pilzbehandlung unter optimalen Bedingungen wuchsen die Samen selbst in unverdünntem Effluent deutlich besser, und der berechnete Phytotoxizitätsindex sank um mehr als die Hälfte. Das zeigt, dass der Prozess Schadstoffe nicht nur verschiebt, sondern ihre schädliche Wirkung auf lebende Organismen tatsächlich reduziert.

Den Kreislauf in der industriellen Wassernutzung schließen

Insgesamt demonstriert die Studie, dass die Kombination von Recyclingpapier‑Effluent mit Molkereiabwasser und einem sorgfältig ausgewählten Pilzteam zwei Umweltlasten in ein saubereres, stärker zirkuläres System verwandeln kann. Ohne teure Sterilisierung oder chemische Dosierung verringert das Verfahren die Verschmutzung deutlich, entfernt einige Metalle und macht das Wasser wesentlich weniger toxisch — und ermöglicht gleichzeitig eine stärkere Wiederverwendung innerhalb der Fabrik. Für ein Publikum ohne Fachkenntnisse ist die Kernaussage einfach: Indem die richtigen Mikroben den Abfall einer Branche verwerten, um eine andere zu reinigen, können wir Wasser sparen, Kosten senken und die Belastung von Flüssen und Böden reduzieren.

Zitation: Kamali, H., Gholami, M., Ehrampoush, M.H. et al. Dairy wastewater valorization enhances white rot fungi performance in recycled paper effluent treatment. Sci Rep 16, 8345 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35695-z

Schlüsselwörter: Abwasser aus Recyclingpapier, Molkereiabwasser, weißfäulnisbildende Pilze, Bioremediation, zirkuläre Wirtschaft