Новая бактерия для очистки сточных вод: проще, дешевле и экологичнее
Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) разработали новый, более простой, дешевый и экологичный метод очистки сточных вод.
Команда под руководством доцента Хэ Цзяньчжуна обнаружила новый штамм бактерий Thauera sp. strain SND5, способный одновременно удалять из сточных вод азот и фосфор.
Это открытие, впервые опубликованное в журнале Water Research 15 октября 2020 года, значительно снижает высокие эксплуатационные затраты и выбросы парниковых газов, связанные с традиционными методами. Новый метод также номинирован на премию International Water Association Project Innovation Awards 2021.
Универсальный очиститель
В сточных водах азот присутствует в виде аммиака, а фосфор — в виде фосфатов. Избыток этих соединений опасен для окружающей среды, поэтому их необходимо удалять.
Большинство существующих систем используют отдельные реакторы для удаления азота и фосфора, что делает процесс громоздким и дорогим. Системы с одним реактором часто неэффективны из-за конкуренции разных микробов за ресурсы.
Еще одна проблема — выброс закиси азота (N2O), парникового газа. Новая бактерия решает эту проблему, преобразуя аммиак в безвредный газообразный азот (N2). Также удаляются фосфаты.
Преимущества подхода
Уникальная бактерия SND5 была обнаружена на одной из станций очистки сточных вод в Сингапуре. Исследователи NUS заметили неожиданное удаление азота в аэробных резервуарах и более эффективное, чем ожидалось, удаление фосфатов.
«Это привело нас к гипотезе о ранее не описанном биологическом явлении», — сказал доцент Хэ.
Протестировав различные штаммы, команда обнаружила, что SND5 удаляет оба загрязнителя быстрее других микробов. Генетический анализ подтвердил, что это новый штамм.
По сравнению с обычными процессами нитрификации и денитрификации, новый метод позволяет сэкономить около 62% электроэнергии благодаря снижению потребности в кислороде. Это крайне важно, так как система аэрации на очистных сооружениях может потреблять почти половину всей энергии завода.
«Рост населения и экономики неизбежно приводит к увеличению объема сточных вод, поэтому важно разрабатывать новые технологии с меньшими эксплуатационными расходами и меньшим количеством отходов», — пояснил доцент Хэ.