Uniwersytet Jagielloński (UJ) poinformował o odkryciu sposobu ograniczenia puchnięcia osadu czynnego w oczyszczalniach ścieków. Metoda polega na utrzymywaniu w równowadze mikroorganizmów odpowiadających za kontrolowanie liczebności bakterii nitkowatych. Naukowcy uważają, że odkrycie pozwoli zmniejszyć koszty eksploatacji oczyszczalni oraz ograniczyć ilość stosowanych przez nie odczynników chemicznych, które mają negatywny wpływ na środowisko naturalne.
Nowa metoda ograniczenia puchnięcia osadu czynnego – na czym polega?
Metodę ograniczania puchnięcia osadu czynnego opracowały dr hab. Agnieszka Pajdak-Stós oraz dr hab. Edyta Fiałkowska z Wydziału Biologii UJ. Pozwoli ona na przeciwdziałanie przypadkom nadmiernego rozwoju bakterii nitkowatych w oczyszczalniach ścieków. Wysokie zagęszczenie tych bakterii powoduje wysokie koszty ponoszone przez oczyszczalnie. Zmniejsza się też ich efektywność, a stosowane dotychczas działania prewencyjne mają negatywny wpływ na środowisko naturalne. Odkrycie dotyczy oczyszczalni wykorzystujących osad czynny, czyli zbiorowiska mikroorganizmów, degradujące zanieczyszczenia poprzez procesy biologiczne. Metoda została pozytywnie zweryfikowana w kilku różnych oczyszczalniach o odmiennych wydajnościach i zróżnicowanych rodzajach ścieków. Oznacza to, iż jest gotowa do wdrażania w środowisku przemysłowym – podkreślił UJ.
Równowaga biologiczna istotna w oczyszczaniu ścieków
Odkryta metoda opiera się na takich samych biologicznych procesach samooczyszczania, jakie zachodzą w naturalnym środowisku wodnym. Z punktu widzenia oczyszczalni efektywność i tempo tych procesów ściśle zależy od jakości osadu czynnego, w skład którego wchodzi mieszanka różnych gatunków bakterii, pierwotniaków, grzybów i innych mikroorganizmów – wskazał UJ.
– Osad czynny to niezwykle dynamiczne środowisko, które trudno jest stabilizować i utrzymywać w równowadze. Trudność ta wynika z licznych zależności i interakcji między gatunkami tworzącymi osad, jak również z tego, że mikroorganizmy występujące w osadzie namnażają się w różnym tempie. Na zmianę proporcji między poszczególnymi mikroorganizmami wpływa wiele czynników, a zmienność ta często sprawia, że pewne szczepy, gatunki czy grupy organizmów zaczynają dominować w osadzie. Tak się dzieje w przypadku nadmiernego rozwoju bakterii nitkowatych. Dla oczyszczalni jest to technologiczny problem, którego rozwiązanie pociąga za sobą znaczne koszty, a w skrajnych przypadkach powoduje przestoje w ich pracy – powiedziała dr hab. Agnieszka Pajdak-Stós.
Nowa metoda ograniczenia puchnięcia osadu czynnego – kontrola rozrostu bakterii nitkowatych
Niekontrolowany rozwój bakterii nitkowatych zdarza się często. Wówczas osad zaczyna się pienić i puchnąć. Prowadzi to do problemów eksploatacyjnych i technologicznych w oczyszczalniach, pojawia się niewłaściwa recyrkulacja osadu i trudności w utrzymaniu jego właściwego stężenia w komorach napowietrzania. Zaburza się skład mikrobiologiczny. W pierwszej kolejności skutkuje to spadkiem wydajności oczyszczalni. Pojawiają się dodatkowe trudności w odseparowaniu oczyszczonego ścieku i pogorszenie jakości jego odpływu. W skrajnych przypadkach oczyszczalnia musi wstrzymać działanie i wymienić osad czynny lub przynajmniej jego część na nowy. Osad wadliwy należy zutylizować, co oznacza konieczność poniesienia dodatkowych kosztów i wykonania uciążliwych procedur. Obecnie, najczęstszym sposobem radzenia sobie z bakteriami nitkowatymi, jest stosowanie środków chemicznych na bazie glinu, o bardzo niskim pH. Metoda jest nieefektywna kosztowo, niesie też pewne ryzyko dla pracowników oczyszczani. Poza tym, negatywnie wpływa na środowisko naturalne – podał UJ.
– Oczyszczalnie, stosując profilaktykę i prewencję w rozwoju bakterii nitkowatych, dodają do komór osadu środki chemiczne. Metoda nie zawsze jest skuteczna, ma też istotne wady i daje skutki uboczne. Jest kosztowna, wymaga zachowania szczególnych środków ostrożności przez pracowników, a przede wszystkim może mieć niekorzystny wpływ na środowisko naturalne. Badania wykazały, że stosowane odczynniki niekorzystnie wpływają na część mikroorganizmów występujących w środowisku wodnym. W naszej ocenie, ze względu na łatwość adaptacji mikroorganizmów do zmienności warunków bytowania, istnieje wysokie ryzyko pojawiania się w przyszłości szczepów bakterii nitkowatych odpornych na obecnie stosowane środki, co spowoduje, że przestaną być one skuteczne – wyjaśnia dr hab. Edyta Fiałkowska.
Wrotki Lecane inermis kluczem do sukcesu
Nowa metoda polega na utrzymywaniu stosunkowo wysokiego zagęszczenia populacji wrotków Lecane inermis wchodzących w skład osadu czynnego. To mikroorganizmy żerujące na bakteriach nitkowatych. W naturalny sposób ograniczają puchnięcie osadu czynnego, zmniejsza produkcję biomasy, a tym samym ilość tzw. osadu nadmiernego. Gdy wrotków jest wystarczająco dużo, nie ma mowy o niekontrolowanym rozroście populacji bakterii – zaznacza UJ.
– Wrotki mają kluczowe znaczenie w utrzymywaniu niskiego zagęszczenia bakterii nitkowatych w osadzie czynnym. Nasza technologia koncentruje się więc na dwóch aspektach. Pierwszym jest wspomaganie osadu czynnego poprzez szczepienie go populacją wrotków wyhodowanych zgodnie z opatentowaną przez nasz zespół metodą. Drugim jest zwalczanie lub ograniczanie w osadzie czynnym naturalnych wrogów wrotków Lecane inermis – powiedziała dr hab. Agnieszka Pajdak-Stós.
Metoda ograniczenia puchnięcia osadu czynnego – eliminacja drapieżnych grzybów
Drapieżne grzyby Zoophagus i Lecophages są naturalnym wrogiem wrotków. Badaczki z UJ znalazły sposób na ograniczanie populacji grzybów na tyle, by nie wyeliminować ich całkowicie z osadu czynnego, ale jednocześnie by nie zagrażały one równowadze mikrobiologicznej. Chodzi o dodawanie do ścieków glicerolu w odpowiednim stężeniu, które jest bezpieczne dla środowiska. Technologia może być stosowana w oczyszczalniach z dopływem różnego rodzaju ścieków zarówno komunalnych jak i z przemysłu spożywczego – zaznacza UJ.
– Ważną zaletą opracowanej technologii jest to, iż jest ona prosta w użyciu i nie zmusza oczyszczalni do dokonywania zmian technologicznych. Co więcej, metoda może być stosowana prewencyjnie, a to oznacza, że oczyszczalnie potencjalnie mogą zaoszczędzić znaczne środki wydawane obecnie na odczynniki chemiczne. Ważne jest też to, że technologia już została przetestowana w kilku zakładach oczyszczania i już dowiedziono, iż jest ona po prostu skuteczna – skomentowała dr inż. Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektor Centrum Transferu Technologii UJ.
Na podstawie nadesłanej informacji
fot. sozosfera.pl (zdjęcie ilustracyjne)
