کشف باکتری موثر در تصفیه فاضلاب

محققان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) با کشف باکتری موثر در تصفیه فاضلاب ، روشی جدید برای تصفیه فاضلاب ایجاد کرده اند که بسیار ساده تر ، ارزان تر و سبزتر از روش های موجود است.

تیم NUS با هدایت دانشیار He Jianzhong از گروه مهندسی عمران و محیط زیست در دانشکده مهندسی ، گونه‌ی جدیدی از باکتری به نام Thauera sp را پیدا کردند که با فشار SND5 می تواند نیتروژن و فسفر را از فاضلاب حذف کند.

این کشف که اولین بار در ۱۵ اکتبر ۲۰۲۰ در مجله Water Research گزارش شد ، به میزان قابل توجهی هزینه‌های عملیاتی و انتشار گازهای گلخانه ای مرتبط با روش های سنتی تصفیه فاضلاب را کاهش می دهد.

روش جدید تصفیه فاضلاب این تیم کاندیدای دریافت جایزه نوآوری پروژه انجمن بین المللی آب در سال ۲۰۲۱ است.

تصفیه فاضلاب

در فاضلاب ها ، نیتروژن در آمونیاک وجود دارد در حالی که فسفر در فسفات وجود دارد. مقدار زیادی از این ترکیبات باعث آلودگی محیط می‌شود. بنابراین قبل از آزادشدن آب تصفیه شده باید آنها را از بین برد.

اکثر سیستم های تصفیه فاضلاب موجود از راکتورهای جداگانه‌ای برای از بین بردن نیتروژن و فسفر استفاده می‌کنند. که شرایط مختلف برای میکروب‌های مختلف دارند.

چنین فرآیندی هم حجیم و هم گران است.

برخی از سیستم های تصفیه فاضلاب موجود از یک راکتور منفرد استفاده می‌کنند ، اما این سیستم‌ها ناکارآمد هستند. زیرا میکروب‌های مختلف در یک راکتور برای تأمین منابع با یکدیگر رقابت می کنند.

این امر حفظ تعادل ظریف در بین میکروب ها را دشوار می کند و در نتیجه کارایی کلی کمتری خواهد داشت.

مشکل دیگر برخی روش‌های تصفیه فاضلاب موجود ، آزادسازی اکسید نیتروژن ، گاز گلخانه ای است.

میکروب جدید تیم NUS این مشکل را حل کرده است ، زیرا آمونیاک را به گاز نیتروژن بی ضرر تبدیل می‌کند. علاوه بر این، فسفات موجود در آب فاضلاب نیز حذف شده‌است.

رویکرد جدید سریعتر ، ارزان تر و سبزتر

باکتری فوق‌العاده SND5 برای اولین بار در تصفیه خانه فاضلاب سنگاپور کشف شد.

هنگامی که تیم تحقیقاتی NUS در حال انجام نظارت معمول بود، آنها شاهد حذف غیر منتظره نیتروژن در مخازن هوازی شدند. حذف فسفات بهتر از حد انتظار بود.

دانشیار پروفسور He می‌گوید:

“این موضوع ما را به فرضیه وقوع پدیده بیولوژیکی قبلاً توصیف نشده سوق می دهد ، که امیدواریم بتوانیم آن را درک و از آن برای کاربردهای بعدی استفاده کنیم.”

در ادامه این تحقیق ، محققان NUS نمونه‌های فاضلاب را از مخزن برداشته ، گونه های مختلف باکتری را جدا کردند و هر یک از آنها را از نظر توانایی حذف نیتروژن و فسفر آزمایش کردند.

یکی از گونه‌ها به عنوان باکتری موثر در تصفیه فاضلاب. حبابهای چسبناک خامه‌ای و زرد روشن بر روی محیط است. با توانایی در حذف نیتروژن و فسفر از آب، محققان را متعجب کرد.

در واقع این کار نسبت به سایر میکروب‌های آزمایش شده سریعتر انجام می‌شود.

تیم NUS ژن‌های خود را توالی و آنها را با باکتری‌های مرتبط در یک پایگاه داده جهانی مقایسه کرد. سپس مشخص شد که این یک فشار جدید است.

در مقایسه با فرآیندهای معمول برای از بین بردن نیتروژن و نیتروژن سازی، روش تیم NUS در استفاده از میکروب تازه شناسایی‌شده. می‌تواند حدود ۶۲ درصد برق را به دلیل کمبود اکسیژن مورد نیاز صرفه جویی کند.

این موضوع نیز از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا سیستم هوادهی در تصفیه خانه فاضلاب می‌تواند تقریبا نیمی از انرژی کل نیروگاه را مصرف کند.

دانشیار پروفسور وی توضیح می‌دهد :

“توسعه فن آوری‌های جدید که هزینه کمتری برای کار دارند و به طور کلی ضایعات کمتری تولید می‌کنند. همه اینها در حالی که اهداف تصفیه را برآورده می کنند، مهم است.”

در همین حال، محققان NUS به دنبال آزمایش فرآیند خود در مقیاس وسیع تر، و تهیه “گونه‌ای” از چندین میکروب هستند. تا عملکرد SND5 را بیش از پیش تقویت کند.

منبع: Science Daily