Водоросли для очистки сточных вод и производства компоста

Системы очистки сточных вод предназначены для предотвращения сброса в водоемы больших объемов углерода, фосфора и азота — компонентов органической нагрузки, состоящей в основном из фекалий и мочи. Массовый сброс таких веществ вызывает эвтрофикацию — чрезмерный рост водных микроорганизмов, особенно водорослей, что приводит к серьезному дисбалансу в водных сообществах и высвобождает патогены в окружающую среду. Однако традиционные методы удаления фосфора и азота имеют нежелательный побочный эффект: реакция этих веществ с химическими реагентами приводит к образованию осадка (шлама) с низкой применимостью и высокой стоимостью утилизации, который часто оказывается на свалках.

Один из способов сделать очистку сточных вод более устойчивой — внедрение децентрализованной системы. Так называемые «черные воды» (концентрированная смесь фекалий и мочи) от домохозяйств направлялись бы не на крупные очистные сооружения, а в мини-центры, обслуживающие небольшие населенные пункты. Очистку могли бы осуществлять одноклеточные водоросли, которые поглощают загрязнители и одновременно производят большое количество биомассы для использования, например, в качестве компоста. Такую модель изучает партнерство голландских и бразильских ученых.

В реакторах, испытанных командой EESC-USP, микроводоросли вида Chlorella sorokiniana используют азот, фосфор и микроэлементы из черных вод для размножения. Поглощая эти элементы, водоросли сами становятся их богатым источником, что потенциально позволяет вернуть в цикл питательные вещества, утраченные в современной системе «смыл и забыл». Как отмечает эмерит-профессор Гритье Зиман из Вагенингенского университета (Нидерланды), идея заключается в том, чтобы снова замкнуть этот цикл.

Для работы технологии необходимы эффективные методы сушки биомассы, чтобы предотвратить разрыв клеток водорослей и утечку питательных веществ. Партнерство с голландской командой полезно для сравнения подходов и оптимизации процесса с учетом климатических различий (например, интенсивности солнечного света и температуры). Преимущество использования Chlorella — их естественное происхождение и отсутствие необходимости в генетической модификации. Следующий шаг исследований — оптимизация процесса для промышленного масштаба, полевые испытания планируется провести на очистных сооружениях Монжолиньо в Сан-Карлосе.