Algi w uzdatnianiu ścieków!

Published on : 15 kwietnia 2022 Published by : Krzysztof Wołowiec

Wiodąca na świecie biorafineria firmy SABANA uzdatnia miejskie ścieki, wykorzystując mikroalgi. Zakład ten oferuje zrównoważoną alternatywę dla konwencjonalnych rozwiązań, ograniczając emisje gazów cieplarnianych i jednocześnie wytwarzając przyjazne dla środowiska produkty rolnicze.

Mikroskopijne algi zwane „mikroalgami” są w stanie odzyskiwać składniki odżywcze zawarte w ściekach, przekształcając je w cenne produkty rolnicze, takie jak biostymulanty i biopestycydy, a także dodatki do paszy w akwakulturze. Zastosowane procesy wymagały użycia mniejszej ilości energii i wytwarzały mniej gazu cieplarnianego niż tradycyjne systemy. Jednak aby zachęcić podmioty do inwestowania i wdrożenia tej bardziej ekologicznej technologii, konieczne jest zwiększenie skali produkcji. W związku z tym twórcy finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SABANA zaprezentowali tę technologię w skali bliskiej skali przemysłowej, wykorzystując w tym celu trzy placówki. Pierwsza z nich, zbudowana przez firmę Biorizon Biotech, wytwarzała ekologiczną biomasę na potrzeby zastosowań o wysokiej wartości. Pozostałe, zbudowane przez FCC Aqualia, uzdatniały ścieki, wykorzystując w tym celu mikroalgi i wytwarzając biomasę do zastosowań o niskiej wartości. Projekt przyczynił się walnie do stworzenia pierwszej w Europie oczyszczalni ścieków opartej w całości na mikroalgach. Zbudowano ją w hiszpańskim mieście Hellín. „Mamy nadzieję, że taka pierwsza demonstracja opracowanej technologii w Europie, a może też na świecie, stanie się inspiracją dla jej komercyjnego rozwoju, szczególnie w małych i średnich miastach”, stwierdza Gabriel Acien Fernandez, koordynator projektu pracujący na Uniwersytecie w Almerii. Jak dotąd dzięki projektowi SABANA powstał szereg innowacji, które są obecnie wykorzystywane przez partnerów projektu, w tym: technologie pozyskiwania i przetwarzania biomasy stosowane przez GEA Westfalia oraz przetwarzanie biomasy z wykorzystaniem mikroalg w celu tworzenia dodatków do paszy – tym zajęła się firma AIA. Obecnie ochroną patentową objęto następujące rozwiązania: pozyskiwane dzięki mikroalgom biostymulanty i biopestycydy (Biorizon Biotech) oraz systemy SCADA dla infrastruktury opartej na mikroalgach (Uniwersytet w Almerii).

Potencjał demonstracyjny

W trakcie realizacji wcześniejszych projektów, takich jak ALGAFUEL oraz ALL-GAS, zespół projektu SABANA opracował metody wytwarzania biomasy z mikroalg w połączeniu z uzdatnianiem ścieków takich jak gazy spalinowe, ścieki kanalizacyjne oraz odchody zwierząt. Metody te spotkały się z zainteresowaniem podmiotów komercyjnych. Aby to wykorzystać, we współpracy z agencją naukową samorządu andaluzyjskiego (IFAPA) twórcy projektu zbudowali ośrodek demonstracyjny na Uniwersytecie w Almerii. Obejmuje on trzy hektary infrastruktury zlokalizowanej w budynkach i na zewnątrz, umożliwiającej eksperymentowanie z produkcją mikroalg. Przetestowano blisko 100 różnych gatunków mikroalg, by ocenić ich przydatność do produkcji wymaganych rolniczych produktów końcowych. Wyłoniono 10 najbardziej obiecujących gatunków, które następnie hodowano w dużych reaktorach w różnych warunkach funkcjonowania. Zespół wypróbował też różne metody zbierania i przetwarzania wyhodowanych alg. „Przeprowadzone testy umożliwiły nam optymalizację gatunków i naszych technologii, dostarczając nam przy tym danych koniecznych do tworzenia modeli symulujących produkcję na dużą skalę”, wyjaśnia Fernandez. Rolnicy pomogli w ocenie biostymulantów i biopestycydów wyprodukowanych w ramach projektu. Produkty przetestowano w ramach siedmiu testów przeprowadzanych w szklarniach. Odnotowano, że produkty te zwiększyły produkcję żywności nawet o 20 %, przy czym możliwe było zmniejszenie wykorzystania nawozów również o nawet 20 %. Udało się także ograniczyć użycie chemicznych pestycydów. Opracowane produkty były atrakcyjne dla rolników, jako że poprawiły jakość żywności, w tym wielkość, kolor oraz smak. Oceniono również dodatki do paszy stosowane w akwakulturze. Do karmienia ryb wykorzystano paszę zawierającą 4-procentowy ekstrakt z mikroalg, uzyskując obiecujące rezultaty. Biomasa z mikroalg zwiększyła zrównoważony charakter akwakultury poprzez ograniczenie użycia antybiotyków w dodatkach do paszy. Przyczyniła się też do poprawy zdrowia ryb dzięki probiotycznym właściwościom mikroalg zwiększającym odporność na niesprzyjające warunki.

Kultywowanie wzrostu

„Oprócz tych konkretnych rezultatów szkolenia i działania komunikacyjne prowadzone w ośrodku zaowocowały też zainteresowaniem firm i ośrodków badawczych chcących nawiązać współpracę. Przykuły też uwagę młodych naukowców, studentów, a nawet opinii publicznej”, dodaje Fernandez. Infrastruktura projektu SABANA jest obecnie dalej rozbudowywana w ramach projektu PILOTS4U. „Już teraz firmy chętnie zmieniają produkty chemiczne na organiczne. Przewiduje się, że w akwakulturze nastąpi podobna zmiana, jednak będzie ona wymagać więcej czasu z uwagi na wymogi regulacyjne”, podsumowuje Fernandez. Oprócz prac nad rozbudowaniem oferty produktów pochodzących z mikroalg zespół przetestuje swoje podejście w innych zastosowaniach, takich jak wytwarzanie bioplastików.

Źródło: cordis.europa.eu