Behandlingspotentialet för flytande rötrest med fem gröna mikroalger i icke-axena kulturer

Att förvandla avfall till en resurs

Anaeroba rötninganläggningar omvandlar mat- och gårdsavfall till biogas, ett förnybart bränsle. Men de lämnar också kvar ett vattenhaltigt restmaterial kallat flytande rötrest, fullt av kväve och fosfor. Om denna biprodukt inte hanteras väl kan den förorena vattendrag och jordar. Denna studie undersöker om naturligt förekommande gröna mikroalger, som växer tillsammans med bakterier, kan rena detta svårbearbetade vätska samtidigt som de omvandlar dess näringsämnen till användbar biomassa.

Varför resterna är ett problem

När biogasproduktionen ökar globalt ökar också volymen rötrest. Den flytande delen, som utgör större delen av volymen, är rik på växtnäringsämnen men också på organiska rester och ibland tungmetaller och patogener. Att sprida den på åkermark kan vara nyttigt som gödsel, men för mycket orsakar vattenföroreningar och överbelastning av marken. Konventionella behandlingsmetoder är ofta kostsamma och inte särskilt effektiva, särskilt för små eller fristående biogasanläggningar. En elegantare lösning är att använda vätskan som odlingsmedium för mikroalger, som kan fånga upp näringsämnen, rena vattnet och generera biomassa för produkter som djurfoder eller biobränslen.

Att testa vilda mikroalger

Forskarlaget samlade flytande rötrest från en pilotanläggning som bearbetar grönsaksavfall som majs, ärter och bönor. De spädde den endast fem gånger med vatten och steriliserade den inte, för att medvetet hålla förhållandena nära verkligheten. Fem stammar av gröna mikroalger, isolerade från naturliga vattendrag snarare än köpta från kulturkollektioner, odlades i små belysta reaktorer under fyra månader. Dessa kulturer var ”icke-axena”, vilket innebär att algerna levde tillsammans med sina naturligt associerade bakterier. Teamet övervakade viktiga föroreningsindikatorer—former av kväve, fosfat och organiskt material—samt algtillväxt och förändringar i bakteriesamhället.

Hur pH-kontroll förändrade förutsättningarna

Experimentet hade två huvudsakliga skeden. Under den första 60-dagarsfasen tillfördes rötresten till reaktorerna utan att reglera surhetsgraden (pH). Algerna växte initialt, men när det blandade samhället frigjorde koldioxid och omvandlade kväve sjönk pH gradvis till svagt sura värden. Denna tillväxthämning begränsade hur mycket förorening som kunde avlägsnas: total kväve minskade med ungefär 55–70 %, och fosfatavlägsningen höll sig under cirka 50 %. Under den andra 60-dagarsfasen höjde och höll teamet försiktigt pH över neutralt med små tillsatser natriumhydroxid. Under dessa mer basiska förhållanden frodades algerna, klorofyllnivåerna ökade och reaktorerna avlägsnade avsevärt mer kväve och fosfat, även om borttagningen av vissa organiska föreningar blev mindre effektiv.

Alger, bakterier och en balansakt

Bland de fem undersökta arterna utmärkte sig kulturer dominerade av Desmodesmus communis. De avlägsnade nära 90 % av totalt kväve och över 90 % av fosfaten i den pH-kontrollerade fasen, även om denna alg inte nådde de högsta celltalen. Dess fördel synes vara kopplad till dess större, multicellulära strukturer och till sättet den interagerar med partnerbakterier. Genetiska analyser visade att när pH justerades uppåt förändrades balansen mellan bakteriegrupper: vissa minskade, medan andra som trivs i alkaliska, näringsrika miljöer blev vanligare. Vissa bakterier verkade specialisera sig på att bryta ner komplext organiskt material, medan andra hjälpte till att avlägsna kväve och fosfor eller gjorde dessa näringsämnen mer tillgängliga för algerna. Den övergripande prestationen kom från detta blandade, samarbetsinriktade samhälle snarare än från alger ensamma.

Från förorenat utflöde till renare kretslopp

Enkelt uttryckt visar studien att det inte räcker att låta alg–bakterieblandningen ”sköta sig själv”: noggrann pH-kontroll är avgörande för att frigöra deras fulla reningskapacitet. Under rätt förhållanden kan vilda gröna mikroalger som lever med bakterier avlägsna det mesta av överskottet av kväve och fosfor från flytande rötrest med endast måttlig spädning och utan sterilisering. Detta gör den behandlade vätskan säkrare för återanvändning i biogasanläggningar eller eventuell återföring till miljön, medan den resulterande algbiomassan kan bli en biprodukt. Sådana system kan bidra till att sluta näringskretsar, minska avfall och göra biogasproduktionen mer hållbar.

Citering: Sobolewska, E., Borowski, S. & Nowicka-Krawczyk, P. Liquid digestate treatment potential of five green microalgae in non-axenic cultures. Sci Rep 16, 14589 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45636-5

Nyckelord: mikroalger, anaerob rötrest, näringsavlägsnande, biogas, avloppsvattenrening