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Natural microbial populations in a water-based biowaste management system for space life support

Bornemann, Gerhild und Waßer, Kai und Tonat, Tim und Moeller, Ralf und Bohmeier, Maria und Hauslage, Jens (2015) Natural microbial populations in a water-based biowaste management system for space life support. Life Sciences in Space Research, 7, Seiten 39-52. Elsevier. doi: 10.1016/j.lssr.2015.09.002. ISSN 2214-5524.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.lssr.2015.09.002

Kurzfassung

The reutilization of wastewater is a key issue with regard to long-term space missions and planetary habitation. This study reports the design, test runs and microbiological analyses of a fixed bed biofiltration system which applies pumice grain (16–25 mm grain size, 90 m²/m³ active surface) as matrix and calcium carbonate as buffer. For activation, the pumice was inoculated with garden soil known to contain a diverse community of microorganisms, thus enabling the filtration system to potentially degrade all kinds of organic matter. Current experiments over 194 days with diluted synthetic urine (7% and 20%) showed that the 7% filter units produced nitrate slowly but steadily (max. 2191 mg NO₃–N/day). In the 20% units nitrate production was slower and less stable (max. 1411 mg NO₃–N/day). 84% and 76% of the contained nitrogen was converted into nitrate. The low conversion rate is assumed to be due to the high flow rate, which keeps the biofilm on the pumice thin. At the same time the thin biofilm seems to prevent the activity of denitrifiers implicating the existence of a trade off between rate and the amount of nitrogen loss. Microbiological analyses identified a comparatively low number of species (26 in the filter material, 12 in the filtrate) indicating that urine serves as a strongly selective medium and filter units for the degradation of mixed feedstock have to be pre-conditioned on the intended substrates from the beginning.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/99908/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Natural microbial populations in a water-based biowaste management system for space life support
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bornemann, GerhildGerman Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Gravitational Biology, Linder Hoehe, 51147 Cologne, Germany; gerhild.bornemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Waßer, KaiGerman Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Gravitational Biology, Linder Hoehe, 51147 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tonat, TimGerman Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Gravitational Biology, Linder Hoehe, 51147 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moeller, RalfGerman Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Hoehe, 51147 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bohmeier, MariaGerman Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Hoehe, 51147 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hauslage, JensGerman Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Gravitational Biology, Linder Hoehe, 51147 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2015
Erschienen in:Life Sciences in Space Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:7
DOI:10.1016/j.lssr.2015.09.002
Seitenbereich:Seiten 39-52
Verlag:Elsevier
ISSN:2214-5524
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Life support; Urine; Nutrient recycling; Waste management; Biofilter; Nitrification
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt :envihab (alt), R - Projekt eu:cropis (alt), R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Biomedizinische Forschung
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:02 Dez 2015 14:16
Letzte Änderung:22 Mai 2024 08:29

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