Zwiększenie efektywności oczyszczania ścieków poprzez zastosowanie bakterii anammox, to główny cel badań prowadzonych przez dr Kamila Janiaka z Wydziału Inżynierii Środowiska PWr. Na swój projekt naukowiec otrzymał ponad 1,1 mln zł z programu „Lider” Narodowego Centrum Badań i Rozwoju

Bakterie anammox zostały odkryte kilkanaście lat temu, nie są groźne dla ludzi i obecnie wiadomo, że biorą bardzo istotny udział w obiegu azotu w przyrodzie. Różnego rodzaju ich gatunki występują m.in. w osadach dennych i oceanach, a przez człowieka mogą być wykorzystywane w oczyszczalniach ścieków do oczyszczania ścieków.

Ich metabolizm jest wyjątkowy, pozwala bowiem na usuwanie azotu w sposób kilkukrotnie tańszy niż obecnie stosowane metody. W efekcie koszty zużycia energii w tym procesie spadają dwukrotnie, a dodatkowo poprawia się produkcja gazu fermentacyjnego, który sam może być zamieniony na dodatkową energię.

Prowadzenie badań nad wykorzystaniem tych mikroorganizmów, to jedno z głównych zagadnień badawczych, nad którymi obecnie pracują naukowcy z całego świata zajmujący się technologiami oczyszczania ścieków.

Dofinansowany przez NCBiR projekt naukowca Politechniki Wrocławskiej o nazwie „W kierunku lepszej jakości ścieków oczyszczonych - technologia dwustopniowej deamonifikacji odcieków z zaszczepianiem osadu czynnego nitryfikantami 1-szej fazy” został rozpisany na dwa lata.

Jak uniknąć awarii?

– Bakterie anammox zapewniają niezwykle wysoką skuteczność w usuwaniu azotu, ale mają też niestety sporo wad. Rosną bardzo powoli i trudno je wyhodować. Dodatkowo mogą funkcjonować, tylko, jeśli ścieki zostały już wstępnie przetworzone w procesie nitryfikacji za pomocą innego typu mikroorganizmów - bakterii nitryfikacyjnych I fazy – przyznaje dr Janiak.

Nitryfikacja to proces utleniania amoniaku i soli amonowych do azotynów i azotanów. Przebiega on dwufazowo, a dla działania bakterii anammox – dla których azot stanowi pożywienie – najważniejsze jest, by cały proces utrzymywać w I fazie, ponieważ zajście drugiej fazy oznacza brak pożywienia dla bakterii anammox i załamanie całego procesu oczyszczania. Niesie to ze sobą poważne konsekwencje, łącznie z zatrzymaniem pracy części oczyszczalni i znacznym pogorszeniem jakości ścieków oczyszczonych.

– Żadna oczyszczalnia nie może sobie pozwolić na jakiekolwiek awarie skutkujące przekroczeniem norm jakości, bo grozi to zanieczyszczeniem środowiska i poważnymi karami. Dlatego w powszechnym użyciu są rozwiązania droższe, ale bezpieczniejsze. My chcemy opracować taką technologię, które da użytkownikom poczucie bezpieczeństwa zwiększając przy tym efektywność oczyszczania – tłumaczy naukowiec.

To właśnie poważne skutki awarii są przyczyną, dla której popularność instalacji oczyszczania ścieków wykorzystujących bakterie anammox jest niewielka. Na całym świecie działa jedynie ok. stu tego typu oczyszczalni.

– Jednym z głównych celów naszego projektu jest przedłużenie żywotności bakterii anammox oraz stabilizacja procesów zachodzących w oczyszczalniach ścieków. W efekcie rozwiązany zostanie problem poważnych skutków awarii – dodaje dr Janiak.

Razem z MPWiK Wrocław

Projekt realizowany jest we współpracy z wrocławskim MPWiK. Naukowcy swoje badania będą prowadzić w należącej do miejskiej spółki stacji badawczej, która symuluje warunki pracy identyczne ze spotykanymi w normalnej oczyszczalni ścieków. – Pozwala nam to na przetestowanie technologii w rzeczywistych warunkach i jeśli projekt zakończy się sukcesem, to opracowane przez nas rozwiązanie będzie niemal gotowe do wdrożenia – podkreśla dr Janiak.

Nie jest wykluczone, że wdrożenie opracowywanej technologii nastąpi właśnie we wrocławskim MPWiK. – Spółka jest otwarta na rozmowy i zainteresowana rozwojem tego typu rozwiązań. Gdyby udało się zaimplementować nasz projekt we Wrocławiu, to byłoby to niezwykle istotne w kontekście przyszłych wdrożeń – podkreśla naukowiec.

Nie są to pierwsze badania dr Janiaka, na które otrzymał dofinansowanie z NCBiR. Przed trzema laty realizował on - wspólnie z badaczami z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu - projekt, którego celem było m.in. wyhodowanie bakterii usprawniających proces oczyszczania ścieków i opracowanie produkcji reagentów chemicznych, mających zastosowanie do eliminacji uciążliwości odorów powstających w kanalizacjach ciśnieniowych.

mc