Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Enzymsystemer fjerner urenheder fra vand

Mange steder i verden er der brug for filtreringssystemer, som fjerner urenheder fra vand ved produktion af rent drikkevand. Urenheder fjernes ved, at beskidt vand passerer gennem membraner med fine porer, som ikke tillader større partikler at passere. Med tiden akkumulerer et lag af biofilm og andet materiale fra det beskidte vand på membranernes overflade, hvor det begrænser gennemstrømningen og øger energiforbruget forbundet med renselsesprocessen.

På grund af den voksende knaphed på ferskvandskilder i fremtiden, er produktionen af sundt og rent drikkevand et stort globalt problem. Kemisk rensning af biofilmen ødelægger filtrationsmembranerne og påvirker vandkvaliteten. Udvikling af miljøvenlige løsninger til kontrol og bekæmpelse af biofilmvæksten er således afgørende for adgangen til rent vand. Sådanne løsninger kræver indgående viden om sammensætningen af de akkumulerede lag af biofilm.    

Den største del af det akkumulerede lag består af store bakteriekolonier – biofilm – hvor bakterierne har øget resistens mod kemisk og mekanisk stress. Disse fysiske egenskaber er en følge af bakteriernes selvskabte extracellulære matrix, som beskytter den enkelte celle mod udefrakommende påvirkninger. Hvis vi ved hjælp af enzymer selektivt kan nedbryde makromolekylerne i denne matrix, kan vi opløse biofilmlagene og spare filtrationsprocesserne for enorme mængder energi.  

Ved hjælp af en nyudviklet teknik til billeddannelse, ’optical coherence tomography’, har vi designet en enzym-screeningsplatform, som gør det muligt at teste forskellige enzymkombinationers virkning ift at fjerne biofilm fra membranerne. Med screeningsplatformen kan vi belyse, hvilke makromolekyler der er ansvarlige for biofilmens strukturelle integritet, og forstå hvordan biofilmen udvikler resistens mod stresspåvirkninger og bekæmpelse.   

Enzymatisk screening af biofilmlag på membraner

Enzymatisk screening af biofilmlag på membraner ved ’optical coherence topography’. Metoden benyttes til at identificere brugbare enzymopløsninger til fjernelse af biofilm
Illustration: Andreas Møllebjerg

Samarbejde om projektet

Udvikling af screeningsplatformen indgår i et ErhvervsPhD-projekt på Aarhus Universitets med Aarhus University Centre for Water Technology - WATEC, og gennemføres i samarbejde med den danske biotek-virksomhed Novozymes A/S.

Novozymes bidrager bl.a. med forskningsfaciliteter og omkring 60 enzymer til testning med henblik på at identificere de enzymkombinationer, som mest effektivt fjerner biofilm fra membranerne.