Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Bakterie, które walczą o czystą wodę

Redakcja RI  |  19.07.2018
Oczyszczalnie ścieków zajmują się jego efektywnym usuwaniem amoniaku.
Oczyszczalnie ścieków zajmują się jego efektywnym usuwaniem amoniaku.
Fot. pixabay.com

Bakterie kojarzą nam się z czymś niedobrym. Zazwyczaj myślimy o nich jako coś, co trzeba zwalczyć. Jednak bakterie to cudowne stworzenia, jednokomórkowe zakłady przetwórcze, które w biologicznych oczyszczalniach ścieków mogą utylizować każdy rodzaj odpadów, jeśli tylko odpowiednio je do tego przystosujemy. Wśród nich są niezwykłe pod względem budowy komórkowej bakterie, prowadzące beztlenowe utlenianie amoniaku - anammox.

Ziemia to miejsce, w którym życie oparte jest na białku, czyli organicznym związku zawierającym grupę aminową, w której najważniejszym elementem jest atom azotu. Z tego właśnie względu z naszych domów do oczyszczalni ścieków odprowadzamy znaczne ilości związków tego pierwiastka, w tym szkodliwy dla życia wodnego amoniak. Natomiast oczyszczalnie ścieków zajmują się jego efektywnym usuwaniem, aby odprowadzane do odbiorników oczyszczone ścieki spełniały coraz bardziej wyśrubowane normy zarówno krajowe, jak i unijne.

Dowiedz się więcej: Czas na rewolucję w uzdatnianiu wody, dzięki ogniwom paliwowym

Obecnie najbardziej popularnym typem oczyszczalni ścieków komunalnych są oczyszczalnie biologiczne, w których całą „brudną robotę” robią bakterie. Są to jednokomórkowe, bardzo proste w swojej budowie organizmy, których zdolności przetwarzania substratów różnego typu są nie do przecenienia. Mogą one występować w formie kłaczkowatej zawiesiny, zwanej osadem czynnym lub w różnego rodzaju błonach biologicznych lub granulach.

Bakterie zajmujące się przemianami azotu są wyjątkowo ważne w procesach technologii oczyszczania ścieków, ponieważ azot jest jednym z głównych pierwiastków tzw. biogennych (czyli tych, na których opiera się struktura organizmów), usuwanych ze ścieków. Każdy z nas wie, że wszelkiego rodzaju technologie powinny być tanie i efektywne. Dlatego też wysiłki naukowców z całego świata skupiają się na tworzeniu takich właśnie narzędzi. Od wielu lat badacze z różnych ośrodków w kraju i za granicą prześcigają się w propozycjach technologii dla efektywnego oczyszczania ścieków.

Naukowcy z Politechniki Śląskiej prowadzą finansowany przez Narodowe Centrum Nauki projekt nad grupą bakterii, które są bardzo efektywne w procesach usuwania amoniaku ze ścieków. Ta badana grupa to mikroorganizmy zdolne do beztlenowego utleniania amoniaku (ang. anaerobic ammonia oxidation) w skrócie - anammox. Beztlenowe utlenianie to procesy, które nie są związane jedynie z tlenem, mogą również zachodzić w warunkach tzw. anoksycznych, czyli takich, w których akceptorem (odbiorcą) elektronów w procesach utleniania jest coś innego niż tlen, w przypadku procesu anammox są to jony azotanowe (III).

Przeczytaj również: Porównanie koncepcji rozbudowy gminnej oczyszczalni ścieków dla aglomeracji powyżej 10 tys. RLM (równoważnej liczbie mieszkańców)

Bakterie są bardzo prostymi w swej budowie organizmami. Jedną z cech różniących je od komórek wyżej zorganizowanych np. u ludzi, jest brak tzw. kompartmentacji wewnątrz komórki. Inaczej mówiąc nie ma wewnątrz ich komórek przedziałów poprzedzielanych błonami wewnętrznymi, które umożliwiałyby prowadzenie różnych procesów w tym samym czasie. Bakterie anammox są pod tym względem wyjątkowe, ponieważ posiadają wewnątrz swoich komórek błony, w tym błoniastą strukturę zwaną anammoksosomem.

 

W tym właśnie elemencie zlokalizowane są enzymy odpowiedzialne za proces anammox, który jest wyjątkowo pożądany w oczyszczalniach ścieków, ponieważ pozwala zaoszczędzić na procesie oczyszczania. Jest to proces niewymagający tlenu i tzw. autotroficzny, co oznacza, że bakterie nie potrzebują dodatkowego „dokarmiania”. Same produkują sobie pożywienie, dlatego też oszczędności generowane są na napowietrzaniu i dozowaniu dodatkowego źródła węgla dla bakterii, które potrzebują go w tradycyjnej oczyszczalni podczas usuwania związków azotu.

Sam proces anammox wymaga stosunkowo wysokiej temperatury uznawanej za optymalną dla efektywnej jego pracy. Dlatego też naukowcy w zespole z Politechniki Śląskiej pracują nad możliwością obniżenia temperatury procesu nawet do temperatury 15 st. C bez większej zmiany jego efektywności. Dlaczego? Ponieważ ścieki komunalne kierowane do oczyszczania nie mają wymaganej dla tego procesu w warunkach optymalnych temperatury ponad 30°C, a „dogrzewanie” takich bakterii pracujących w oczyszczalni, w której miałby efektywnie pracować to dodatkowe koszty.

Zobacz także: Oczyszczalnie hydrofitowe dla miejscowości turystycznej – studium przypadku

Proces anammox w tzw. „zimnej” wersji można dodatkowo wspomagać np. nanomateriałami, takimi jak tlenek grafenu czy jego zredukowaną formą, dzięki czemu zachodzi efektywniej. Te badania rozwija mgr inż. Mariusz Tomaszewski w swoim projekcie badawczym w ramach konkursu Narodowego Centrum Nauki PRELUDIUM. Natomiast druga doktorantka w zespole, mgr inż. Anna Banach, zajmuje się w ramach projektu PRELUDIUM możliwościami zatrzymania bakterii w bioreaktorach w procesie tzw. immobilizacji, czyli unieruchamiania bakterii. Następnie testuje wpływ takiej procedury na efektywność procesu anammox. Badaczka stosuje różne typy substancji sieciujących, które pozwolą utrzymać w reaktorze zawiesinę bakterii bez uszczerbku na jakości procesu.

Proces anammox, a w szczególności jego „zimna” wersja, wydaje się być dobrą i ekonomiczną alternatywą dla klasycznych układów technologicznych w oczyszczalniach ścieków. A jak pokazują uzyskane w projekcie wyniki, dotyczące składu bakteryjnego zbiorowisk bakteryjnych, jest jeszcze wiele bakterii anammox, których nie poznano i figurują w bazach danych jako „nieznane”. Dlatego badaczy z Politechniki Śląskiej czeka jeszcze sporo pracy.

Źródło: naukawpolsce.pap.pl, dr hab. Aleksandra Ziembińska-Buczyńska

[oczyszczalnia ścieków, odpływ ścieków, bakterie, woda, kanalizacja, oczyszczalnie ścieków komunalnych, oczyszczalnie biologiczne]

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl