Nieuws
Vissenpoep en voedselresten zorgen voor denitrificatie
Stikstof (N) komt in verschillende vormen voor in aquacultuur- en aquaponicssystemen. Ten eerste scheiden vissen ammoniak (NH3) uit: dit kan in kleine concentraties al giftig kan zijn voor de vis. Een nitrificerende biofilter kan dat omzetten in het minder schadelijke nitraat (NO3-). Maar in een recirculerend aquacultuursysteem (RAS) kan het nitraatgehalte in het water juist flink oplopen. De Business Unit Glastuinbouw en Bloembollen van Wageningen University & Research onderzocht de prestaties van een innovatieve, low-tech denitrificatiereactor die het nitraat kan omzetten in stikstofgas (N2).
Denitrificatie vindt plaats wanneer bepaalde bacteriën zich in een zuurstofarme omgeving bevinden en nitraat omzetten naar stikstofgas met behulp van een koolstofbron. Het is een proces dat veelvuldig wordt toegepast in afwaterzuivering. Er wordt ook vaak gebruikgemaakt van methanol of ethanol als koolstofbron, maar dit brengt kosten en veiligheidsrisico's met zich mee.
Denitrificatiereactor maakt gebruik van koolstof in vissenpoep
Landing Aquaculture, een Nederlands bedrijf actief op het gebied van aquacultuur en techniek, ontwikkelde een denitrificatiereactor gericht op eenvoud en kostenbesparing door gebruik te maken van de koolstof die aanwezig is in vissenpoep.
De reactor wordt gevuld met water uit het viskweeksysteem en zogenoemde 'sludge' (vissenpoep en voedselresten). Als de denitrificatie op gang is gekomen, bevat het uitgaande water minder nitraat dan het ingaande water. Hierdoor kan het water uit de reactor terug naar de vissen gecirculeerd worden en daalt het totale waterverbruik. Uit metingen kwam naar voren dat de reactor bijna 500 mg nitraat per liter reactorwater per dag kan verwijderen.
Produceren denitrificatiereactoren biostimulanten?
Binnen een aquaponicssysteem (de gecombineerde kweek van vissen en plantenteelt op water) is denitrificatie een minder logische stap omdat planten nitraat uit het viswater halen en gebruiken als meststof. Toch zou een denitrificatiereactor interessant kunnen zijn als aangetoond wordt dat de bacteriën in de reactor plantbiostimulanten produceren. Dit zijn stoffen waarvan geclaimd wordt dat ze plantengroei of -ontwikkeling stimuleren en zelfs stress door bijvoorbeeld watertekort kunnen verminderen. Vanaf 2022 is nieuwe EU-regelgeving van kracht die voor meer transparantie moet zorgen met betrekking tot inhoudsstoffen van biostimulanten en hun effecten op plantgroei.
Om een eerste indicatie te krijgen van de stoffen die een denitrificatiereactor produceert, zijn watersamples geanalyseerd door Metabolomics, de Wageningen Omics Faciliteit. In totaal zijn er maar liefst 3000 stoffen gevonden in het viswater. Eerste analyses wijzen uit dat er meer dan 700 stoffen in het water uit de denitrificatie reactor zijn gevonden die niet voorkwamen in andere delen van viskweek systeem. Hoewel er aanwijzingen zijn dat sommige van deze stoffen biostimulanten zijn, is verder onderzoek nodig om dit te bevestigen.
Dit onderzoek is gefinancierd door middel van een VIDA Voucher die verstrekt is door het EU-project VIDA vanuit de INNOSUP Call van HORIZON 2020.