Verkenning van de potentie van de qPCR-techniek binnen de biologische afvalwaterzuivering

Technologie

Binnen de huidige praktijk van afvalwaterzuivering gaat vrijwel alle aandacht uit naar het verkrijgen van vergaande en stabiele biologische nutriëntenverwijdering binnen het actiefslibproces, waaronder een stabiele biologische fosfaatverwijdering (Bio-P). De huidige analysemethoden, waaronder slibactiviteitstesten en chemische wateranalyses, geven geen informatie over specifieke bacteriegroepen die betrokken zijn bij biologische fosfaatverwijdering in de afvalwaterzuivering. Hierdoor is de beoordeling van de (biologische) fosfaatverwijdering tijdens het actiefslibproces niet goed mogelijk. Een meer specifieke en snel uitvoerbare methode is daarom nodig om bacteriën die betrokken zijn bij de biologische fosfaatverwijdering te kwantificeren, zodat dit proces in de afvalwaterzuivering verder kan worden geoptimaliseerd en beheerst.

Uitdaging

Het doel van dit project is om een moleculaire methode (kwantitatieve PCR [qPCR]) te ontwikkelen voor het kwantificeren van de bacteriën die betrokken zijn bij de biologische fosfaatverwijdering en om de geschiktheid van deze methode te toetsen voor het vaststellen van kwantitatieve relaties tussen het vóórkomen van (dominante) PAO’s en GAO’s in de actiefslibmonsters en de mate van biologische fosfaatverwijdering.

Dit project leidt tot de volgende resultaten:

• Identificatie van de ‘genenbank’ van specifieke Bio-P-bacteriën, waaronder het vaststellen van de potentie van de qPCR-techniek om enerzijds (dominante) PAO’s en anderzijds (dominante) GAO’s te identificeren;
• qPCR-methode waarmee bacteriën die zijn betrokken bij biologische fosfaatverwijdering (PAO’s en GAO’s) kunnen worden gekwantificeerd; 
• Inzicht in de geschiktheid van de ontwikkelde qPCR-methoden voor het vaststellen van de kwantitatieve relaties tussen het vóórkomen van (dominante) PAO’s en GAO’s in de actiefslibmonsters en de mate van biologische fosfaatverwijdering.

Oplossing

Uit de literatuur is informatie verzameld voor de ontwikkeling van qPCR-tests waarmee bacteriën, die betrokken zijn bij de biologische fosfaatverwijdering, kunnen worden gekwantificeerd. Aan de hand van deze informatie is een selectie gemaakt van de meest relevante doelorganismen binnen de dominante PAO’s en GAO’s en zijn er specifieke primers en probes geïdentificeerd die mogelijk bruikbaar zijn voor het ontwikkelen van qPCR-tests. Aansluitend zijn verschillende qPCR tests ontwikkeld waarmee het DNA van PAO- en GAO-bacteriën specifiek kan worden aangetoond en zijn ijklijnen gegenereerd waarmee kwantificatie wordt mogelijk gemaakt. Er zijn analyses uitgevoerd op praktijkmonsters uit afvalwaterzuiveringen. Deze analyses laten zien dat de ontwikkelde qPCR-tests potentieel toepasbaar zijn om in korte tijd een beeld te krijgen van de mate van biologische fosfaatverwijdering tijdens zuiveringsprocessen door het meten van de concentratie PAO en GAO bacteriën. De onderzoeksresultaten zijn vastgelegd in een rapport.