Bakterien aus dem Toten Meer machen es möglich: Toilettenspülung mit Salzwasser

Weniger als ein Prozent des Wassers der Erde ist Süßwasser und für den menschlichen Gebrauch zugänglich. Knapp 25 Prozent des weltweiten häuslichen Wasserbedarfs spülen wir jedoch wortwörtlich die Toilette hinunter. Pro Person sind das durchschnittlich bis zu 50 Liter pro Tag. Tendenz steigend.

Die Verwendung von Meerwasser für die Toilettenspülung könnte den Druck auf die Süßwasserressourcen zumindest in Küstennähe verringern. Bisher war dies jedoch nur in begrenztem Rahmen möglich, da viele Kläranlagen nur schlecht mit Salzwasser umgehen können.

Ein Forscherteam um Pascal Saikaly von der King Abdullah University of Science & Technology (KAUST) hat nun ein neuartiges salztolerantes Bakterium gezüchtet. Diese entfernt effektiv Stickstoff aus salzhaltigen Abwässern. Das Bakterium stammt ursprünglich aus dem Toten Meer und könnte zur Behandlung von jenen Abwässern aus Toiletten verwendet werden, die statt Süßwasser Meerwasser zur Spülung verwenden.

Etwa 25 Prozent aller häuslichen Abwasser kommen von der Toilettenspülung. Foto: Muhammad Ali/KAUST

Salztolerante Bakterien: vom Toten Meer in die Kläranlagen

„Die Toilettenspülung mit Meerwasser ist in Hongkong, Singapur und Tokio bereits in der Praxis üblich“, sagt der KAUST-Forscher Muhammad Ali. „Weitere Küstenstädte werden wahrscheinlich folgen, um ihre Abhängigkeit von Süßwasserressourcen und energieintensiver Entsalzung zu verringern.“

Ali erklärte weiter: Die bislang in Behandlungsprozessen eingesetzten Bakterien weisen eine geringe Salztoleranz auf. Aus diesem Grund schränkt der hohe Salzgehalt im Abwasser der Spülung mit Meerwasser die Leistung herkömmlicher Stickstoff-abbauender Bakterien erheblich ein.

Muhammad Ali und Doktorand Dario Rangel Shaw, beide im Labor von Pascal Saikaly, führten ihre Tests drei Jahre lang durch. Sie wollten herausfinden, ob das Bakterium Candidatus Scalindua sp. AMX11, das sie aus dem Roten Meer heraus züchteten, Stickstoff aus salzhaltigem Abwasser effektiv entfernen kann. Ihre Studie veröffentlichten die Forscher im Fachjournal Water Research.

Der Stickstoff muss aus dem Abwasser entfernt werden, da er negative Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit hat. Die derzeit energieeffizienteste Methode ist die Verwendung von Granulat, das zwei Arten von Stickstoff-entfernenden Bakterien enthält. Eine davon, eine anaerobe Ammoniumoxidationsbakterie, oder kurz Anammox-Bakterie, hat jedoch eine sehr geringe Toleranz und Wirksamkeit in Salzwasser.

Muhammad Ali testet im Labor die Effektivität von Candidatus Scalindua sp. AMX11-Bakterien bei der Behandlung von salzhaltigem Abwasser. Foto: Anastasia Khrenova/KAUST

Mögliche Anwendung für Industrieabwässer denkbar

Candidatus Scalindua sp. AMX11 von KAUST war bei der Behandlung von Abwässern mit einem Salzgehalt von etwa 1,2 Prozent zu etwa 90 Prozent wirksam und zeigte eine hohe Stickstoffentfernungsrate. Die Tests wurden an echtem Meerwasser durchgeführt, obwohl anderen Studien meist künstliche Versionen verwendeten.

Die Ergebnisse bestätigen unsere Theorie, erklärt Saikaly. „Der nächste Schritt ist die Demonstration dieser Technologie in einem mikrobiellen Granulatsystem, das die [neuen, salztoleranten Bakterien] und die anderen Bakterienarten enthält, die für die Abwasserbehandlung im großen Maßstab erforderlich sind.“

Darüber hinaus arbeitet das Team arbeitet mit einem lokalen Düngemittelunternehmen zusammen, um dessen Bioprozess zur Behandlung von Industrieabwässern zu testen. (ts)