Nad usuwaniem mikroplastiku pochodzącego ze ścierania opon samochodowych pracują naukowcy z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie. Badają w tym celu skuteczność nowego dwustopniowego systemu oczyszczania ścieków.
Mikroplastik to cząsteczki tworzyw sztucznych o średnicy mniejszej niż 5 milimetrów. Powstaje na skutek powolnej degradacji tworzyw sztucznych, na przykład butelek PET, i jest dużym zagrożeniem dla środowiska naturalnego. Jest już obecny we wszystkich środowiskach, na wszystkich kontynentach, nawet na Arktyce i na szczycie Mount Everestu. Szczególnie zagraża organizmom żyjącym w morzach i oceanach. Jest zjadany przez żyjące tam zwierzęta i w ten sposób przedostaje się w górę łańcucha pokarmowego. Niektóre rodzaje mikroplastiku zawierają szkodliwe substancje. Np. w tym pochodzącym ze ścierania opon samochodowych występuje 1,3-difenyloguanidyna, która ma właściwości rakotwórcze i mutagenne.
Większość mikroplastiku, wraz z zawartymi w nim niebezpiecznymi substancjami, trafia do ścieków. Niestety oczyszczalnie ścieków nie usuwają go całkowicie, więc z powrotem przedostaje się on środowiska, w którym i tak go nie brakuje. Zespół naukowców z Katedry Biotechnologii w Ochronie Środowiska UWM, pod kierunkiem prof. Agnieszki Cydzik-Kwiatkowskiej bada skuteczność dwustopniowego systemu oczyszczania ścieków w usuwaniu mikroplastiku pochodzącego ze ścierania opon samochodowych. Nowatorstwo ich pomysłu polega nie tylko na zestawieniu technologii granul tlenowych z filtracją membranową, ale także na określeniu wpływu mikroplastiku i wymytych z niego substancji na aktywność oraz skład mikrobiologiczny granul. Pozwoli to określić mechanizmy usuwania ze ścieków mikroplastiku i wymytych z niego związków chemicznych oraz wskazać mikroorganizmy biorące udział w procesie.
Pierwsza część systemu to reaktory z granulami tlenowymi. Olsztyńscy naukowcy są pionierami w badaniach nad wykorzystaniem tego typu biomasy w oczyszczaniu ścieków, które następnie są poddawane filtracji membranowej. Jest ona coraz powszechniej stosowana w skali technicznej (np. w podolsztyńskim Jonkowie).
Ścieki trafiające do reaktorów w konwencjonalnych oczyszczalniach są najczęściej oczyszczane przez mikroorganizmy występujące w postaci luźnych skupisk, tzw. kłaczków osadu czynnego. W reaktorze biologicznym wykorzystującym naszą technologię granul tlenowych, mikroorganizmy – przez dobór parametrów eksploatacyjnych reaktora, np. długości cyklu napowietrzania, ilości wymienianych ścieków czy czasu sedymentacji – zostają zmuszone do tworzenia sferycznych, regularnych struktur, czyli tzw. granul – wyjaśnia prof. Cydzik-Kwiatkowska.
Zaletą tego rozwiązania jest oszczędność czasu i energii. Bardzo dobre właściwości sedymentacyjne granul powodują, że faza oddzielania ścieków oczyszczonych od biomasy znacząco się skraca. Dzięki temu cały proces oczyszczania ścieków trwa krócej niż standardowe kilka godzin.
Zastosowanie granul pozwala także na utrzymanie w komorze napowietrzania około dwu- lub trzykrotnie wyższego stężenia osadu w porównaniu z systemami z osadem czynnym, co przekłada się na szybsze i lepsze oczyszczanie ścieków. Zamiast wykorzystania kilku reaktorów, wystarczy nam jeden. To obniża koszty budowy i eksploatacji oczyszczalni. Potrzebujemy również o około 20 proc. mniejszej powierzchni pod budowę oczyszczalni – wylicza zalety nowej technologii prof. Cydzik-Kwiatkowska.
Nie wiadomo, jak mikroplastik ze ścierania opon i zawarte w nim związki chemiczne wpływają na aktywność bakterii oczyszczających ścieki. Nikt na świecie jeszcze tego nie badał. Badania na UWM będą prowadzone we współpracy z zespołem z Uniwersytetu Wiedeńskiego, którym kieruje prof. Thorsten Huffer.
Efektem pracy oczyszczalni ścieków są nie tylko ścieki oczyszczone, trafiające do rzek i jezior, ale także osad. Prof. Cydzik-Kwiatkowska, jako pierwsza w Polsce, bada możliwości zagospodarowania tlenowego osadu granulowanego powstającego po procesie oczyszczania ścieków w skali technicznej. Już wiadomo, że ze względu na bogactwo składników, a szczególnie fosforu, jest on cennym nawozem. Granule są również bogate w polimery (głównie w formie alginianu), które są testowane jako sorbent do usuwania metali ciężkich z roztworów wodnych. Dodatkowo naukowcy z UWM sprawdzają, ile biogazu i kompostu można uzyskać z osadu granulowanego. Zebrane dane będą stanowić podstawę do projektowania instalacji nowej generacji w oczyszczalniach ścieków. Przyczyni się to do poprawy jakości środowiska. Badania wpisują się także w ideę recyklingu organicznego, czyli odzysku bioproduktów z odpadów.
Na realizację projektu Narodowe Centrum Nauki przeznaczyło 1,23 mln zł.
Lech Kryszałowicz, źródło: UWM