Złoty Medal dla Politechniki Gdańskiej za „zatrudnienie” drobnoustrojów

Bakterie kontra azot w oczyszczalni ścieków

W poniedziałek, 27 października 2014 r. w Grupowej Oczyszczalnia Ścieków Dębogórze niedaleko Gdyni ruszyło testowanie unikatowej metody usuwania azotu z wody po utylizacji nieczystości. Wykorzystywany jest przy tym wynalazek naukowców z Politechniki Gdańskiej, który umożliwia „zaangażowanie” bakterii w procesie dodatkowej utylizacji. Wynalazek ów to specjalny reaktor, który pokazano podczas jubileuszowej, 10. edycji Targów Techniki Przemysłowej Nauki i Innowacji TECHNICON-INNOWACJE 2014 w Centrum Wystawienniczo-Kongresowym AmberExpo w Gdańsku. Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej za ten wynalazek: „Sekwencyjny reaktor biologiczny do oczyszczania wód poosadowych” otrzymał Złoty Medal.

– Stosujemy tutaj nowy rodzaj bakterii do oczyszczania wód poosadowych – mówi prof. Jacek Mąkinia, prorektor ds. współpracy i innowacji Politechniki Gdańskiej. – Bakterie te usuwają związki azotu.

Drobnoustroje znajdują się w osadzie granulowanym, który pokazano na wspomnianych Targach Technicon Innowacje. Proces oczyszczania nową metodą to „Anammox” – Anaerobic Ammonium Oxidation. Polega na beztlenowym utlenianiu amoniaku – przy udziale bakterii z rodziny Planctomycetaceae, które używając azotynów jako akceptorów elektronów w sposób beztlenowy utleniają azot amonowy występujący w ściekach, doprowadzając go bezpośrednio do azotu gazowego z pominięciem jonów azotanowych – czytamy w materiałach, które otrzymaliśmy z Politechniki Gdańskiej.

Twórcami wynalazku są Jacek Mąkinia, Krzysztof Czerwionka, Dominika Sobotka, Kamil Wiśniewski, naukowcy z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej.

Sekwencyjny reaktor biologiczny (zwany w skrócie: SBR) przeznaczony jest do badań innowacyjnych procesów oczyszczania wód poosadowych powstających w oczyszczalniach ścieków. Wody poosadowe, inaczej odcieki, generowane są w procesach przeróbki osadów ściekowych i charakteryzują się ponad 10-krotnie wyższymi stężeniami azotu (głównie w postaci azotu amonowego) niż ścieki surowe dopływające do oczyszczalni. Wody poosadowe charakteryzują się też niekorzystnym, niskim stosunkiem ChZT/N (chemicznym zapotrzebowaniem tlenu do neutralizacji azotu). Wprowadzanie odcieków do głównego ciągu oczyszczania ścieków powoduje spadek proporcji węgla organicznego do azotu, a tym samym problemy z usuwaniem azotu w procesie denitryfikacji. Oczyszczanie odcieków w reaktorze sekwencyjnym może odbywać się w dwojaki sposób, z wykorzystaniem konwencjonalnego procesu nitryfikacji – denitryfikacji, bądź na drodze skróconej ścieżki przemiany azotu w procesie nitrytacja – anammox, charakteryzującym się minimalnym zapotrzebowaniem na tlen rozpuszczony, co pozwala w sposób znaczący obniżyć koszty oczyszczania związane z napowietrzaniem (o około 60 procent). Budowa reaktora umożliwia pracę zarówno z biomasą zawieszoną, jak i z zastosowaniem immobilizowanej biomasy na kształtkach. W badaniach laboratoryjnych obie metody wykazywały efektywność usuwania azotu powyżej 90%. Prezentowany na targach „Technicon Innowacje 2014” reaktor pilotowy o objętości około 1 metra sześciennego, wykonany jest tak, by łatwy był jego transport do różnych oczyszczalni, w których prowadzone będą badania.

Grupowa oczyszczalnia ścieków „Dębogórze” już obecnie należy do najnowocześniejszych w kraju. Dowodem tego jest wykreślenie jej przez organy Konwencji Helsińskiej z listy tzw. hot-spotów Programu Bałtyckiego, czyli miejsc powodujących największe zagrożenia ekologiczne. Tym niemniej Spółka realizuje obecnie program inwestycyjny współfinansowany ze środków Unii Europejskiej, którego celem jest zapewnienie kanalizacji dla praktycznie wszystkich mieszkańców obsługiwanego przez nią rejonu, a także modernizacja oczyszczalni ścieków, ze szczególnym naciskiem na ostateczne rozwiązanie zrzutu oczyszczonych ścieków do morza.

Zastosowanie bakterii do usuwania azotu sprawi, że ten użyźniacz nie będzie się kumulował w procesie oczyszczania ścieków.

– Na razie prowadzone są próby technologiczne – powiedział nam Wiesław Kujawski, dyrektor ds, eksploatacyjnych oczyszczalni ścieków Dębogórze. – Ich wyniki pozwolą na podjecie decyzji, czy wdrożyć tę metodę na stałe. Testowanie potrwa około roku.

Kazimierz Netka