Miljømæssige begrænsninger har tvunget akvakultursektoren til at forbedre drift og vandrensningsteknologier, og sektoren er blevet stadig mere miljømæssigt bæredygtig. Selv om erhvervet har reduceret den specifikke udledning (kg/t produceret fisk) af alle næringsstoffer (N, P og O), er kvælstoffjernelse dog stadig den største hindring for en egentlig udvidelse af produktionen.
Udledningen af kvælstof fra recirkulerede anlæg består langt overvejende af nitrat-kvælstof, idet nitrat er resultat af omdannelsen af ammonium i de biologiske filtre. Fiskenes udskillelse af kvælstof sker langt overvejende som ammonium, som via mikrobiologisk oxidation (nitrifikation) omdannes til nitrat. Nitratfjernelse fra afløbsvandet er derfor et vigtigt skridt at tage, hvis udledningen af kvælstof skal reduceres yderligere.
Heterotrof denitrifikation – en biologisk proces hvorunder bakterier reducerer nitrat til frit kvælstof under forbrug af organisk kulstof som energikilde – er central for en effektiv kvælstoffjernelse. Slammet produceret af fiskene i anlægget vil kunne bruges som intern kulstofkilde til denne proces, hvorved to typer ”affald” – slam og kvælstof – kan behandles samtidigt, og udledningen af begge reduceres. Samtidigt kan eventuelle udgifter til indkøb af ekstern kulstofkilde (fx metanol eller ethanol) og slamtransport reduceres.
Foder er (indirekte) kilden til al affaldsproduktion på recirkulerede anlæg, idet mængde, sammensætning og fordøjelighed af foderet afgør mængder og sammensætning af det producerede affald kaldet produktionsbidraget. En kobling af foderet med produktionsbidraget og slammets muligheder som intern kulstofkilde er derfor både oplagt og nødvendigt.
Ph.d.-afhandlingen fokuserer på mulighederne for at anvende slam produceret af fiskene som intern kulstofkilde til denitrifikation, hvorved organisk affald så at sige transformeres til en ny ressource på linie med det såkaldte “Residual Resource”-princip. Omdannelsen fra partikulær slam til anvendelig, opløst kulstofkilde foregår via to koblede, mikrobiologiske processer: hydrolyse og fermentering. Under hydrolysen bringes det partikulære stof over på opløst form og under fermenteringen omdannes/nedbrydes disse opløste stoffer delvist til kortkædede fedtsyrer og alkoholer, der efterfølgende fungerer som energikilde for denitrifikationsprocessen.