Zöldebb és tisztább: Élesztő-zöld alga keverékkel hatékonyabb a szennyvízkezelés

A csapat azt találta, hogy a zöld algák (Chlamydomonas reinhardtii) és az élesztő kombinációja a fokozza a szennyvízkezelés hatékonyságát.

A pékségek és a pincészetek nem működnek élesztő nélkül, de nekik nincs szükségük zöld algára. A szennyvízkezelő intézményeknek azonban ezekre a mikroorganizmusokra van szükségük. Az Osakai Metropolitan Egyetem kutatói felfedezték, hogy ezek az egyszerű organizmusok alkotják a legjobb kombinációt a szennyvízkezelés hatékonyságát illetően. A mindennapi háztartás és ipari tevékenységek által kibocsátott víz szén- és tápanyagvegyületeket tartalmaznak, mint például a nitrogén és a foszfor. Ezek a vegyületek az eutrofizáció fő okozói az óceánokban és a tavakban. Az eutrofizáció felborítja a vízi ökoszisztéma egyensúlyát és környezetszennyezéshez vezet; ezért fontos a tápanyagok eltávolítása, az eutrofizáció elkerülése végett.

A tápanyag eltávolítást szolgáló szennyvízkezelést az 1900-as évek óta fejlesztik, és a biológiai, fizikai és kémiai szennyvízkezelési eljárásokat széles körben alkalmazzák. Általánosságban a biológiai szennyvízkezelést, az aktivált iszap eljárást alkalmazzák, melynek során a szerves anyagot mikroorganizmusok bontják le. Ehhez a módszerhez azonban nagy mennyiségű oxigén szükséges, ami táplálja a baktériumokat és más, a vizet feldolgozó organizmusokat. A levegőztetés nagy mennyiségű elektromosságot igényel. A levegőztetéshez szükséges energia a teljes energiahasználat 60-80%-át teszi ki. Ezenkívül, mivel az aktivált iszap eljárásnak a nitrogén és foszfor eltávolítási hatékonysága alacsony, gyakran szükséges egyéb kezelés. Ha fotoszintetizáló mikroalgákat adnak hozzá, amik a fotoszintézissel oxigént termelnek, javul az energiahatékonyság és csökken a szén-dioxid szint, ami gátolja a növekedést. 

A csapat azt találta, hogy a zöld algák (Chlamydomonas reinhardtii) és az élesztő kombinációja a fokozza a szennyvízkezelés hatékonyságát.
Fotó: Soproni Vízmű Zrt.

 

Hasznos vegyületek keletkeznek a szennyvízkezelés során

 

A zöld algákat és cianobaktériumokat tartalmazó mikroalgákkal történő szennyvízkezelés az aktivált iszapos eljárás energiatakarékos alternatívája. Mivel a mikroalgák fotoszintetizálnak, nincs szükség levegőztetésre és várhatóan megkötik a légkörben lévő híg szén-dioxidot. Ráadásul nagy nitrogén és foszfor megkötő kapacitással bírnak a megszokott mikroorganizmusokhoz képest.

Egy korábbi tanulmányban egy pálmaolaj üzemben zöld algát (Chlamydomonas reinhardtii) alkalmaztak a szennyvízkezelésben és így nagy arányban távolították el a tápanyagokat: 100%-os volt az ammónia és a nitrát eltávolítás, 66-89% a foszfát eltávolítás, és 16-7-33.2% a kémiai oxigén igény eltávolítás. Egy másik jelentésben, amikor a szennyvizet közönséges zöld algával (Chlorella vulgaris) és a cianobaktériumokkal kezelték, az ammónia-nitrogén eltávolítás 98.7–99.8%-os volt és a teljes foszfor eltávolítás 41.0–62.5% -os. Ráadásul, amikor a szennyvizet cianobaktériummal (Arthrospira platensis) kezelték, 4-5 napon belül eltávolították a kémiai oxigén igény, a foszfor, és a nitrogén több, mint 98%-át.

Fermentációval gyárthatók vitaminok, proteinek, élelmiszer összetevők, mint például színezékek és aromák, gyógyszerek és vakcinák.
Fotó: https://phys.org/

 

Van azonban egy probléma a fotoszintetizáló mikroalgákkal. Az, hogy szaporodási rátájuk alacsonyabb, mint a híg szén-dioxidos légkörben lévő közönséges mikroorganizmusoké. A mikroalga tenyésztésben keletkező nagy koncentrációjú szén-dioxidot levegőztetni kell, hogy fokozzák a mikroalga szaporodási képességét. Ebben a tanulmányban Ryosuke Yamada, a Műszaki Doktori Iskola docense vezette csapat azt vizsgálta, hogy ezen mikroorganizmusoknak (mikroalga és heterotróf mikroorganizmusok) mely kombinációja fokozza a szennyvízkezelés hatékonyságát.

A pékségek és a pincészetek nem működnek élesztő nélkül.
Fotó: Science Photo Gallery

A csapat azt találta, hogy a zöld algák (Chlamydomonas reinhardtii) és az élesztő kombinációja a leghatékonyabb. A kombináció fokozta a zöld alga azon képességét, hogy abszorbeálja az ammóniumionokat és a foszfátionokat.
Yamada professzor az nyilatkozta, hogy a zöld algák és az élesztőgomba nagyon biztonságosak az ember számára, különösen arra való tekintettel, hogy a kezelt szennyvizet kibocsátják a természetbe.

Egy korábbi tanulmányban egy pálmaolaj üzemben zöld algát (Chlamydomonas reinhardtii) alkalmaztak a szennyvízkezelésben és így nagy arányban távolították el a tápanyagokat.
Fotó: https://sciencephotogallery.com/

 

Ezek a mikroorganizmusok hasznos vegyületeket is felhalmoznak a sejtjeikben, például poliszacharidokat, zsírokat, és olajokat, és mikrobás műtrágyaként használhatóak, hasznos vegyületek is termelődnek a szennyvízkezelés során.

(Forrás:  Osaka Metropolitan University:  https://www.omu.ac.jp/)