Tetrasphaera: bakterien som äter aminosyror och städar både kväve och fosfor

Läroboksbilden av biologisk fosforrening är enkel: fosforackumulerande organismer, PAO, tar upp flyktiga fettsyror i det anaeroba steget, lagrar dem, och tar sedan upp fosfor i överskott när syre kommer. Bilden bygger till stor del på en enda välstuderad släkting, Candidatus Accumulibacter. I nordiska reningsverk är dock ofta en annan bakterie minst lika vanlig — Tetrasphaera — och den lever inte riktigt så.

Vad som gör Tetrasphaera annorlunda

Tetrasphaera kan använda ett bredare spektrum av organiska ämnen än de korta fettsyrorna. Bland dem finns aminosyror, byggstenarna i protein. Det spelar roll, eftersom avloppsslam innehåller mycket protein och fermentering av slam frigör aminosyror i betydande mängd.

Mekanismen som beskrivs i den studie artikeln bygger på är att Tetrasphaera fångar upp aminosyror från slamfermenteringen, lagrar kolet internt och senare använder reserven för två saker samtidigt: denitrifikation — att andas nitrat i stället för syre — och fosforupptag. Studien beskriver det som samtidig nitrifikation, endogen denitrifikation och fosforavskiljning.

"Endogen" är nyckelordet. Bakterien använder sitt eget lagrade kol i stället för kol ur det passerande vattnet. Det gör processen mindre beroende av att rätt sorts kol råkar finnas tillgängligt i rätt ögonblick.

Varför det är intressant vid lågt C/N

Den återkommande svårigheten i svensk kväverening är att det organiska kolet inte räcker till kvävet. Kvoten mellan kol och kväve — C/N — är ofta låg, delvis för att inläckande dag- och dränvatten i äldre ledningsnät späder ut avloppsvattnet. Resultatet är att verk köper in metanol eller etanol för att få denitrifikationen att gå ihop.

En organism som kan hämta kol ur en fermenterad sidoström, lagra det och sedan använda det för både kväve och fosfor angriper problemet från två håll: den utnyttjar kol som redan finns i anläggningen, och den använder samma kolmolekyl till två reningsuppgifter i stället för en.

Att just Tetrasphaera skulle vara nyckeln har en särskild logik i vår del av världen. Bakterien har i mikrobiella kartläggningar visat sig vara vanligt förekommande i nordiska aktivslamanläggningar med biologisk fosforrening. Processlösningar byggda på hur Accumulibacter fungerar beskriver därför inte nödvändigtvis den population som faktiskt sitter i bassängen.

Vad det betyder i Sverige

Biologisk fosforrening är attraktiv i Sverige av flera skäl på en gång. Den minskar behovet av fällningskemikalier, som är en löpande kostnad och dessutom ökar slammängden. Den ger ett slam med annan sammansättning, vilket har betydelse för både rötning och framtida fosforåtervinning — en fråga som blir skarpare i takt med att det omarbetade avloppsvattendirektivet (EU) 2024/3019 för in krav på resursåtervinning. Den bakgrunden behandlas i artikeln om fosforåtervinning ur avloppsslam.

Samtidigt är biologisk fosforrening känsligare än kemisk fällning. Den beror på att rätt bakterier trivs, på stabil växling mellan anaeroba och aeroba förhållanden och på tillgång till rätt kolkälla. Kunskap om vilka organismer som faktiskt gör jobbet — och vad de vill äta — är därför inte akademisk detalj utan direkt driftrelevant.

Ärliga förbehåll

• Ett fynd om mekanism är inte en färdig processlösning. Studien beskriver hur Tetrasphaera kan använda aminosyror från fermentering; den ger inte ett dimensionerings- eller styrrecept för ett svenskt verk.
• Populationen varierar mellan anläggningar. Vilka PAO som dominerar beror på temperatur, slamålder, driftsätt och inkommande vatten. Att Tetrasphaera är vanlig i nordiska verk betyder inte att den dominerar i just ditt.
• Fermentering kostar någon annanstans. Kol som fermenteras blir inte biogas, och fermenteringen frigör dessutom ammonium och fosfat i returströmmarna.
• Biologisk fosforrening är driftkänslig. Den tål störningar sämre än kemisk fällning, och de flesta verk behåller fällning som säkerhet vid toppar och driftstörningar.
• Mätning av det som beskrivs är svårt. Att följa interna kolreserver och artsammansättning i drift kräver analysmetoder som få verk har rutin för.

Det viktigaste att ta med sig

1. Tetrasphaera är en fosforackumulerande bakterie som är vanlig i nordiska reningsverk och som använder ett bredare kolspektrum än läroboksmodellens flyktiga fettsyror.
2. Den kan ta upp aminosyror frigjorda vid slamfermentering, lagra kolet internt och senare använda det.
3. Den lagrade reserven används för både denitrifikation och fosforupptag — samma kol gör två reningsjobb.
4. Det är särskilt värdefullt vid låg kvot mellan kol och kväve, vilket är vanligt i svenska verk med inläckage i ledningsnätet.
5. Vinsten är mindre inköpt kolkälla och mindre fällningskemikalier, vilket också påverkar slammängd och framtida fosforåtervinning.
6. Förbehållet är att detta är mekanistisk kunskap, inte ett driftrecept — och att biologisk fosforrening förblir känsligare än kemisk fällning.

Källor och vidare läsning

• Zhang m.fl., Efficient amino acid capture from sludge fermentation by Tetrasphaera enhances simultaneous nitrification, endogenous denitrification and phosphorus removal, Water Research 301 (2026)
• EUR-Lex: Direktiv (EU) 2024/3019 om rening av avloppsvatten från tätbebyggelse (PDF)
• Europeiska rådet: nya regler för effektivare avloppsrening (november 2024)
• Naturvårdsverket: Genomföra EU:s reviderade avloppsvattendirektiv
• Svenskt Vatten: avlopp och miljö

Uppgifterna kontrollerade 3 september 2026. Den refererade studien beskriver mekanismer i ett försökssystem, inte fullskalig svensk drift.