Innowacyjne uzdatnianie wody usuwa oporne molekuły
Z uwagi na różny skład zanieczyszczeń w ściekach trudno jest je usuwać – każde zanieczyszczenie wymaga specjalnego sposobu oczyszczania, nierzadko drogiego i niezbyt wydajnego. Sytuacja ta nakłada presję na firmy, które z trudem starają się spełniać surowe wymogi prawodawstwa unijnego(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w zakresie usuwania zanieczyszczeń do wody. Dobrze znaną techniką bioremediacji jest wykorzystanie składników bakteryjnych do rozbijania niebezpiecznych cząsteczek na łagodniejsze struktury. Zespół wspieranego przez Unię Europejską projektu RIBATI idzie o krok dalej, tworząc zintegrowany system, który sprawia, że cały proces jest dokładniejszy, wymaga mniej technicznego know-how i w efekcie jest bardziej skuteczny.
Bioremediacja opornych molekuł
Gospodarz projektu RIBATI, hiszpańska firma Amapex Environment(odnośnik otworzy się w nowym oknie), zbadała w testach przesiewowych kilka szczepów laseczki siennej(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz bakterii z rodzaju Pseudomonas(odnośnik otworzy się w nowym oknie), co ostatecznie doprowadziło do wyizolowania szczepu spełniającego wymogi naukowców w zakresie bioremediacji. „Wiedzieliśmy, że przy odpowiedniej pożywce jesteśmy w stanie wytworzyć dużą ilość enzymów, które będą działać poza bakteriami. Noszą one nazwę egzoenzymów. Następnie uzyskane enzymy rozbijają określone, bardzo oporne cząsteczki znajdujące się w ściekach przemysłowych”, wyjaśnia Joaquim Canadell, dyrektor generalny Amapex Environment. W środowisku beztlenowym takie mikroorganizmy metabolizują azot. Oznacza to, że zanieczyszczenia zawierające jony amonowe, tak często obecne w ściekach, szczególnie pochodzących z sektora tekstylnego, można rozbić na mniejsze fragmenty dzięki takiemu procesowi metabolicznemu.
Automatyzacja systemu w celu usunięcia błędu ludzkiego
Zespół pracował nad ustaleniem, jakich składników potrzebują mikroorganizmy, by rosnąć w odpowiednim tempie i wytwarzać niezbędne egzoenzymy przez rok. Po ustaleniu odpowiedniej mieszanki środków odżywczych badacze musieli stworzyć system, który będzie dostarczał bakteriom pożywienie, monitorując jednocześnie tempo, w jakim mnożą się mikroorganizmy. „Odkryliśmy, że złotym środkiem jest tu współczynnik przyrostu na poziomie 3. Dzięki temu system uzdatniania jest wystarczająco tani, by stać się dla tej branży atrakcyjnym cenowo”, opowiada Canadell. Po ustaleniu przez Amapex, jakie składniki są potrzebne do uzyskania właściwego tempa rozmnażania się, naukowcy musieli opracować sposób dozowania ścieków we właściwym czasie i w odpowiedniej ilości. Canadell dodaje: „We współpracy z zewnętrzną firmą inżynieryjną opracowaliśmy inteligentne urządzenie dozujące (ang. smart dosing unit, SDU), które równocześnie mnoży, zachowuje i dozuje ilość mikroorganizmów konieczną do uzdatniania ścieków”. Inteligentne rozwiązanie SDU monitoruje stężenie bakterii podczas ich rozmnażania oraz, zależnie od stężenia ścieków w uzdatnianej wodzie, jest programowane tak, by dozować odpowiednio większą lub mniejszą ilość bakterii. Aby zweryfikować, czy wszystko działa, jak powinno, klienci mogą następnie pobrać dane i przesłać je do firmy Amapex, która wykonuje czynności związane z konserwacją i przeprowadza ewentualną niezbędną kalibrację.
Innowacja, która sprawdzi się w wielu różnych branżach
Urządzenie SDU opracowane w ramach projektu RIBATI zostało przetestowane w różnych sektorach, takich jak sektor tekstylny, garbowania skór, chemiczny i metalurgiczny. Dowiedziono, że rozwiązanie sprawdza się w przypadku zanieczyszczeń takich jak oleje i tłuszcze, parafiny oraz pochodne węglowodoru, a także kwas mlekowy. Uzdatnianie ścieków w sposób biologiczny jest obecnie bardzo czasochłonne, jako że bakterie muszą się rozmnożyć, zanim będą w stanie skolonizować zbiornik. „Wyizolowane i zachowane bakterie są drogie i rozwijają się w wolnym tempie”, dodaje Canadell. Ilość bakterii wymaganych do rozpoczęcia metabolizacji ścieków jest tak duża, że trzeba albo wykorzystać dużą ilość bakterii, co jest niewykonalne ze względów ekonomicznych, albo użytkownik musi poczekać na namnożenie się mikroorganizmów do właściwego poziomu. Zwykle trwa to ponad miesiąc, co z kolei jest niedopuszczalne, zważywszy na presję, z jaką borykają się użytkownicy”. Urządzenie SDU opracowane przez Amapex skraca czas i zmniejsza koszty dzięki wykrywaniu, jaka ilość bakterii jest potrzebna zależnie od sytuacji, a także ustalaniu, jaki jest najlepszy sposób „nakarmienia” najwydajniejszych szczepów.
Przemiana ścieków w biogaz
Z uwagi na dużą ilość wody wykorzystywanej w procesach farbowania i wykańczania, przemysł tekstylny musi pilnie wprowadzić strategie umożliwiające recykling części wykorzystywanej i wytwarzanej wody. Właśnie na tym sektorze planuje się skupić firma Ampex w nadchodzących latach. Jednak oczyszczanie ścieków to za mało. Zespół testuje również proces optymalizacji produkcji biogazu w zakładach fermentacji beztlenowej.
