Wirkt Bioaugmentation wirklich?

Warum es sich lohnt, die Frage ernsthaft zu stellen

Die Bioaugmentation trägt eine Glaubwürdigkeitslast, die sie sich verdient hat. In den letzten dreißig Jahren wurden genug Produkte überverkauft, dass ein erheblicher Teil erfahrener Anlagenbetreiber die gesamte Kategorie für Schlangenöl hält. Die US-EPA veröffentlichte 2004 eine Literaturübersicht über den Einsatz kommerzieller Bioremediationsmittel, die es sich in voller Länge zu lesen lohnt – gerade weil sie die Skepsis widerspiegelt, auf die ein Anbieter stoßen wird.

Wir verkaufen diese Produkte, behandeln Sie diese Seite also entsprechend. Was folgt, ist unser Versuch, die stärksten Argumente gegen das Produkt neben den Argumenten dafür darzulegen, denn die Alternative – um die Skepsis herumzuschreiben – ist es, die das Glaubwürdigkeitsproblem überhaupt erst erzeugt hat.

Was die Belege stützen

Der Mechanismus ist die enzymatische Hydrolyse organischer Feststoffe. Veröffentlichte Arbeiten zeigen, dass Mischungen aus Protease, Cellulase und Lipase die gesamten suspendierten Feststoffe um 30 bis 50 Prozent verringern und die Absetzbarkeit verbessern, wobei Protease plus Cellulase jede der beiden allein übertrifft und Lipase den Effekt weiter verstärkt. Eine Studie berichtete eine Reduktion der flüchtigen suspendierten Feststoffe um 33 Prozent.

Die Gattung Bacillus ist die mit Abstand wichtigste bakterielle Quelle genau dieser Enzyme, insbesondere der Proteasen. Bacillus bildet zudem Sporen, was bedeutet, dass er die Trocknung im Wesentlichen unversehrt übersteht. Für diese spezielle Aufgabe sind die Organismen, die die Arbeit verrichten, genau jene, die sich am besten trocknen lassen – ein Trockenformat kostet daher biologisch nichts.

Was die Belege nicht stützen

Das zentrale ingenieurtechnische Problem der Kategorie ist die Zustellung, und es ist weit weniger gut untersucht, als die Werbung nahelegt. Eine Lagune kann sechs bis fünfzehn Fuß tief sein, mit der Schlammschicht am Grund. An der Oberfläche ausgebrachte Bakterien müssen dort hinabgelangen, die Reise überstehen und lange genug an Ort und Stelle bleiben, um zu wirken.

Die begutachtete Fachliteratur zur Bioaugmentation nennt durchweg drei dominierende Versagensmechanismen für frei suspendierte, eingebrachte Zellen: Auswaschung mit dem Ablauf, Fraß durch Protozoen und kompetitive Verdrängung durch die einheimische mikrobielle Gemeinschaft. Die klassische Limnologie fügt eine vierte Überlegung hinzu: Unvermischte Wasserkörper schichten sich, und Dichtegradienten begrenzen den Austausch zwischen Oberflächen- und Bodenschichten.

Es gibt Indizien dafür, dass die Branche zustimmt, dass die Zustellung das Problem ist. Mindestens ein Dutzend unabhängiger Hersteller haben jeweils gesondert dichte, sinkende oder trägerbasierte Formate entwickelt, um Organismen gezielt in die Schlammschicht zu bringen. Dass Wettbewerber über zwei Jahrzehnte hinweg zur selben Lösung konvergieren, ist ein vernünftiger Beleg dafür, dass die Branche Oberflächendosierung für die Bodenschlammschicht als unzureichend ansieht – aber Konvergenz ist keine kontrollierte Studie.

Wann sie nicht funktioniert

Es gibt drei Bedingungen, unter denen wir erwarten würden, dass ein Programm enttäuscht, und wir sagen das lieber hier, als es mit Ihnen im Feld zu entdecken.

• Die Ablagerung ist weitgehend inert. Bioaugmentation baut nur die flüchtige organische Fraktion ab. Sand, Splitt, Schluff, mineralische Ausfällungen und Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar und bleiben unabhängig von Dosis, Produkt oder Format zurück. Eine Lagune, die zwanzig Jahre lang Straßensplitt oder industrielle Mineralfracht aufgenommen hat, kann sehr wenig behandelbares Material enthalten.
• Die Lagune ist schlecht durchmischt. Weder ein Anbieter noch eine unabhängige Quelle behauptet, dass Bioaugmentation in einer schlecht durchmischten Lagune gut funktioniert. Durchmischung und Belüftung werden durchweg als Ergänzung zur Bioaugmentation behandelt, nicht als Alternative dazu – auch von den Unternehmen, die Produkte mit sinkender Zustellung verkaufen.
• Das Wasser ist kalt. Die Sporenkeimung ist zwischen etwa 28 und 38 Grad Celsius optimal und verlangsamt sich darunter erheblich. Die biologische Aktivität setzt wieder ein, sobald die Wassertemperatur etwa 50 Grad Fahrenheit überschreitet, weshalb die Behandlungssaison ein Warmwetterfenster ist und weshalb kälteangepasste Stämme kommerziell wertvoll sind.

Noch etwas, das ein Trockenprodukt nicht leisten kann

Nitrifizierende Bakterien – Nitrosomonas und Nitrobacter – überstehen keinen Trocknungsprozess. Ein Trockenprodukt kann keine lebensfähigen Nitrifikanten enthalten, ganz gleich, was sein Etikett andeutet. Das ist von Bedeutung, weil Ammoniakgrenzwerte zu den häufigsten Genehmigungsanforderungen an kommunale Lagunen gehören. Wenn Stickstoff Ihr Problem ist, kann eine reine Trockenproduktlinie es strukturell nicht adressieren, und Sie benötigen ein flüssiges Produkt.

Wie man eine Behauptung bewertet, auch unsere

• Fragen Sie, ob eine veröffentlichte Zahl aus einer kontrollierten Studie oder aus einer Fallstudie eines Anbieters stammt. Beide erscheinen auf dieser Seite, und sie sind aus gutem Grund unterschiedlich gekennzeichnet.
• Verlangen Sie eine garantierte Zellzahl am Ende der Haltbarkeitsdauer, nicht zum Zeitpunkt der Herstellung. Fast niemand in dieser Kategorie veröffentlicht sie, und es ist die Zahl, auf die es für den Betreiber ankommt, der das Produkt achtzehn Monate nach der Fermentation ausbringt.
• Behandeln Sie die Zellzahl pro Gramm als schwachen Näherungswert für die Leistung. Was den Schlamm erreicht, ist die Konzentration multipliziert mit der Dosis, und keine der beiden Zahlen sagt etwas darüber aus, welche Arten vorhanden sind, welche Enzyme sie produzieren oder ob sie den Abstieg überstehen.
• Fragen Sie, was der Anbieter gemessen hat, bevor er begann. Lautet die Antwort ‚nichts', gibt es für keinen von Ihnen beiden eine Möglichkeit zu wissen, ob es gewirkt hat.

Die Feldergebnisse des Herstellers

Hier ist diese Grundsatzregel angewandt. Dies sind die veröffentlichten Feldergebnisse des Herstellers, die uns im Rahmen der Lieferbeziehung überlassen und mit Genehmigung wiedergegeben werden. Wir haben sie nicht durchgeführt, wir haben sie nicht gemessen, und wir haben sie nicht überprüft. Jedes trägt eine Kennzeichnung, die dies aussagt, und die Kennzeichnung ist bewusst so groß wie die Bildunterschrift gesetzt.

Die Bibliothek umfasst sechzehn Studien, und vier sind hier veröffentlicht. Der Großteil der übrigen betrifft Pumpstationen, Fettabscheider und Kanalsysteme – Anwendungen, die über den Lagunenstart hinaus zurückgestellt sind, für die wir noch keine Bemessung vornehmen und keine Dosistabellen vorhalten. Zwei berichten Stickstoff- und Ammoniakergebnisse, die eine Trockenproduktlinie aus dem oben genannten Grund nicht liefern kann. Mehrere stellen Geruchs- und Sulfidzahlen in den Vordergrund, die ein Einwirken auf Organismen statt auf Material beschreiben und außerhalb dessen liegen, was wir zu behaupten bereit sind. Zwei weitere berichten Reduktionen über 80 Prozent, die wir weggelassen haben, weil sie außerhalb des Bereichs liegen, den diese Seite Sie erwarten heißt.

Municipal

24 weeks

Barbourville, Kentucky

43.3%

of accumulated solids digested

Supplier-published

Just over five feet of accumulated solids in the primary aerated lagoon, assessed at 2,365 dry tons. The plant wanted a route that did not involve dredging.

• 1,025 dry tons removed
• Average depth 5.08 ft to 2.65 ft

Municipal

Five months, May to October

Inkom, Idaho

48%

reduction in solids volume overall

Supplier-published

Accumulated solids across two lagoon cells, against a specification calling for a 50 per cent reduction. The treatment window was bounded by water temperature, which has to stay above roughly 55°F for the organisms to work at all.

• Cell 1: 75.2 per cent
• Cell 2: 37.5 per cent

Municipal

3 months

Municipal WWTP, United States

672,659lb

of organic solids digested

Supplier-published

Decades of loading had taken the lagoon to a measured 20.5 per cent solids, with a dredging quotation in hand and no budget line to meet it.

• Dredging deferred, not ruled out
• Manufacturer reports a 4.5x cost saving against the quotation

Industrial

12 months

Meat processing facility

50%

reduction in accumulated solids

Supplier-published

Accumulated solids had cut hydraulic retention time to 13 days, capping what the facility could put through the plant and putting effluent quality within sight of a limit.

• Retention time 13 days to 25 days
• Treatment capacity recovered without dredging

Barbourville und Inkom sind Fotografien dieser beiden Anlagen. Das verbleibende Paar nennt keine Einrichtung – der Hersteller veröffentlicht sie als Kommunalwerk und als fleischverarbeitenden Betrieb –, sodass diese beiden Bilder lizenziertes Stockmaterial sind, das die Art der fraglichen Lagune zeigt und nicht die fragliche Lagune selbst. Diese Grenze ziehen wir lieber, als eine Bildunterschrift beide abdecken zu lassen.

Was übrig bleibt, liegt zwischen 43 und 50 Prozent, dem Bereich, der oben auf dieser Seite dargelegt ist. Inkom ist der Eintrag, den es sich zweimal zu lesen lohnt: Dieselbe Behandlung, in derselben Lagune, ergab 75 Prozent in der einen Zelle und 37 Prozent in der anderen. Diese Streuung ist die ehrliche Gestalt dieser Technologie, und sie ist der Grund, warum eine Dosis an der Lagune vor uns bemessen wird und nicht an einer Prospektzahl.