Бактерии в условиях голода помогают очищать сточные воды

Ученые адаптировали процесс, обычно используемый для производства биопластика, для удаления углерода из сточных вод, что резко сокращает количество энергии, необходимое для процесса очистки.

Метод был разработан аспирантом Университета Мердока Рафаэлем Флавиньи. В обычных методах очистки бактерии в сточных водах аэрируют пузырьками воздуха, чтобы активировать их для «поедания» загрязнителей. Однако это сложный и дорогой процесс из-за большого количества энергии, необходимой для переноса кислорода.

В новом процессе исследователи использовали специфические бактерии, накапливающие поли-гидрокси-алканоаты (PHA), в условиях, когда они были лишены кислорода. В результате бактерии запасали загрязнители, чтобы «съесть» их позже, когда кислород станет доступен.

«Таким образом, они содержат эти загрязнители внутри, удалив их из сточных вод, которые больше не содержат органический углерод», — говорит г-н Флавиньи. Затем, когда кислород из атмосферы поступает к бактериальной биомассе, бактерии удаляют загрязнители или «сжигают» накопленный «жир», чтобы получить энергию для роста и быть готовыми к следующему контакту с загрязнителями. Процесс сравнивают с работой легких: кислород поступает в легкие и контактирует с кровеносными сосудами, которые переносят его дальше.

Тестирование метода в анаэробных условиях

Процесс был протестирован в лаборатории Мердока с использованием реактора, заполненного синтетическими сточными водами и поддерживаемого в анаэробных условиях в течение двух часов. Затем реактор осушали, чтобы позволить воздуху проникнуть в биопленку внутри него.

Ученые используют те же самые организмы для производства биопластика, который является побочным продуктом этого процесса. «У нас есть новый взгляд на этот организм — вместо того чтобы делать из него полезный пластиковый продукт, мы используем его как нечто новое, чтобы предотвратить перенос кислорода и избежать аэрации жидкости», — объясняет Флавиньи.

Цель не в максимизации производства биопластика, а в использовании способности бактерий удалять загрязнители и обеспечивать кислород без продувки воздухом. Инновация заключается в новом взгляде на существующие знания для повышения эффективности.

Однако применение этого процесса удаляет только углеродные загрязнители, но не нитраты и фосфаты из сточных вод. Например, в Перте он в настоящее время наиболее подходит для очистки сточных вод пивоварен, где углерод является основным загрязнителем.