Projektbeschreibung
Ein näherer Blick auf die Wechselwirkungen zwischen Partikeln und Biofilmen
Eines der gängigsten Verfahren zur Abwasserreinigung nutzt Biofilme zur Behandlung von Schadstoffen. Obwohl Biofilmprozesse für die Entfernung von Nährstoffen immer wichtiger werden, gab es bisher nur begrenzt Verbesserungen bei dieser Technologie. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ABSOLUTE sollen neue Technologien auf der Grundlage von Biofilmen entwickelt werden, die energieeffizienter sind und eine bessere Rückgewinnung von Ressourcen ermöglichen. Insbesondere werden die Wechselwirkungen zwischen partikelförmigen organischen Stoffen und Biofilmen genauer untersucht. Die Forschung wird über den derzeitigen Stand der Technik hinausgehen, indem zunächst eine experimentelle Plattform geschaffen wird, bei der die jüngsten Entwicklungen in den Bereichen der modernen Bildgebung, Nanosensoren und Partikelverfolgung zum Einsatz kommen. Insgesamt werden die Ergebnisse den Wasserwirtschaftssektor dabei unterstützen, Netto-Null-Emissionen zu erreichen und auch einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft zu leisten.
Ziel
Wastewater treatment (WWT) processes that use biofilms as their biocatalyst have been in use for over 100 years. Over the past few decades, a greater understanding has emerged on how biofilms can be exploited for enhanced nutrient removal and this knowledge has been translated into new technologies representing about one-third of all WWT processes in a multibillion-euro global wastewater technology market.
Despite the success of these technologies, there is significant need for enhanced efficiencies in these processes and the development of new technologies that are more energy efficient and are capable of better resource recovery from wastewater are needed. To achieve this, there is need for new mechanistic insight, in particular the interaction between biofilms and particulate organic matter in the influent wastewater. The knowledge-gap spans three key areas: (i) non-oxidative interactions, (ii) hydrolysis and (iii) bioflocculation. This research project will develop an enhanced multispecies biofilm model that better incorporates new understating of these areas. We will go significantly beyond current state of the art by first building an experimental platform that exploits recent developments in advanced imaging, nanosensors & particle-tracking to probe the fundamentals of these mechanisms. To achieve this, the platform will be uniquely based on fluorescently tagged monospecies biofilms, rather than on conventional multispecies biofilm in a first phase of the project. This work will then inform the development of new mathematical model relationships, which will be implemented in an extended multispecies model and validated against data from a pilot plant operating with conditions representative of a real WWT plant.
The transformative approach in this project will lead to a more fundamental insight into the mechanisms underpinning particle-biofilm interactions and pave the way to new application of biofilms for advanced wastewater treatment.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedGastgebende Einrichtung
4 Dublin
Irland