Valorisatie van zuivelafval verbetert de prestaties van witrotzwammen bij de behandeling van afvalwater uit gerecycled papier

Twee afvalproblemen samenbrengen tot één schone oplossing

Papier- en kartonrecycling spaart bomen, maar produceert vies water vol hardnekkige chemische stoffen en een donkere kleur. Zuivelfabrieken genereren ook grote hoeveelheden nutriëntrijk afvalwater dat rivieren en meren kan schaden. Deze studie laat zien hoe het combineren van deze twee afvalstromen en het inzetten van speciale schimmels vervuild water kan omzetten naar iets dat veel veiliger is voor het milieu, terwijl de behandelkosten dalen en hergebruik van water in de industrie wordt gestimuleerd.

Vuil water van alledaags papier en melk

Het moderne leven hangt af van papier en zuivelproducten, en beide industrieën gebruiken enorme hoeveelheden water. Fabrieken voor gerecycled papier lozen water dat rijk is aan moeilijk afbreekbare verbindingen zoals lignine, resten van inkten en diverse additieven. Dit water heeft een zeer hoge chemische zuurstofvraag (CZV), sterke kleur en bevat vaak metalen, die allemaal schadelijk kunnen zijn voor het aquatisch leven. Tegelijkertijd produceren zuivelfabrieken afvalwater vol organisch materiaal en voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor. Deze nutriënten kunnen ongewenste groei van microben en algen stimuleren als het afvalwater onbehandeld wordt geloosd.

Nuttige houtminnende schimmels

De onderzoekers concentreerden zich op twee soorten witrotzwammen, Bjerkandera adusta en Phanerochaete chrysosporium. In de natuur leven deze schimmels op hout en staan ze bekend om hun vermogen lignine af te breken, de taaie lijm die plantencelwanden bij elkaar houdt. Ze produceren krachtige enzymatische systemen die een breed scala aan complexe en soms toxische chemicaliën kunnen afbreken, inclusief kleurstoffen en hardnekkige industriële verontreinigingen. Om efficiënt te werken hebben deze schimmels echter voldoende voedingsstoffen nodig, vooral stikstof en fosfor—precies wat zuivelafvalwater in overvloed kan leveren.

Afvalstromen mengen voor betere reiniging

In dit onderzoek werd afvalwater van een gerecyclede papier- en kartonfabriek gemengd met ruw zuivelafvalwater, zonder sterilisatie of pH-aanpassing, om echte fabrieksomstandigheden na te bootsen. Het team testte verschillende verhoudingen van papierlozing, hoeveelheden schimmel en contacttijden om een opzet te vinden die zowel effectief als praktisch is voor grootschalig gebruik. Terwijl een laag geconcentreerde papierlozing (25%) het voor de schimmels het gemakkelijkst maakte om CZV en kleur te verminderen, bood een 50% concentratie van het gerecyclede papier de beste balans tussen reinigingsefficiëntie en de hoeveelheid water die behandeld kon worden. Het toevoegen van slechts 10% zuivelafvalwater als voedingsbron verbeterde de schimmelactiviteit sterk, wat leidde tot aanzienlijke verwijdering van verontreinigingen binnen zes dagen, zelfs onder deze niet-steriele, realistische omstandigheden.

Hoeveel schoner wordt het water?

Onder de gekozen bedrijfsomstandigheden—halfwaardige papierlozing, nutriëntrijk zuivelafvalwater en een hogere schimmeldosering—verwijderde het systeem ongeveer 94% van de CZV en ruwweg 36% van de kleur. Het verlaagde ook de vijfdaagse biologische zuurstofvraag met meer dan 95% en verwijderde bijna de helft van de lignine. Zware metalen zoals aluminium, titanium, tin en zink daalden scherp, in sommige gevallen met meer dan 90%. Chemische analyse toonde aan dat veel van de complexe aromatische verbindingen die aanvankelijk aanwezig waren, na behandeling verdwenen en werden vervangen door eenvoudigere moleculen en organische zuren, wat de afbraak van lignineachtige structuren door de schimmels weerspiegelt in kleinere, minder schadelijke fragmenten.

Van toxisch naar plantvriendelijk water

Om te testen of het behandelde water daadwerkelijk veiliger was, voerden de onderzoekers kiemingsproeven uit met mungbonen. Onbehandelde mengsels van papier- en zuivelafvalwater, vooral bij hoge concentraties, remden de wortelgroei sterk en wezen op aanzienlijke toxiciteit. Na schimmelbehandeling onder de optimale omstandigheden groeiden de zaden veel beter, zelfs in ongedoseerde effluent, en daalde de berekende phytotoxiciteitsindex met meer dan de helft. Dit toont aan dat het proces niet alleen verontreinigingen verplaatst—het vermindert hun schadelijke effecten op levende organismen daadwerkelijk.

De cirkel sluiten in industrieel watergebruik

Samenvattend laat de studie zien dat het koppelen van lozingen uit gerecycled papier aan zuivelafvalwater en het inzetten van een zorgvuldig geselecteerd schimmelteam twee milieuproblemen kan omzetten in een schoner, circulair systeem. Zonder dure sterilisatie of chemische dosering vermindert het proces de vervuiling aanzienlijk, verwijdert het sommige metalen en maakt het water veel minder giftig, terwijl het hergebruik binnen de fabriek wordt vergemakkelijkt. Voor het brede publiek is de kernboodschap eenvoudig: door de juiste microben het afval van de ene industrie te laten ‘opeten’ om dat van een andere te reinigen, kunnen we water besparen, kosten verlagen en de druk op rivieren en bodems verminderen.

Bronvermelding: 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

Trefwoorden: afvalwater van gerecycled papier, zuivelafvalwater, witrotzwammen, bioremediatie, circulaire economie