Bakterie na nanovláknech pomáhají dočistit vodu

Vědci z Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace Technické univerzity v Liberci (CXI TUL) ve spolupráci s průmyslovými partnery vyvinuli prostorový nanovlákenný nosič, který poskytuje bakteriím vhodné podmínky pro čištění vody. Při testování na liberecké čistírně odpadních vod systém podle zprávy ústavu snížil koncentraci amoniakálního dusíku až na hodnoty uváděné jako nulové.

Nanovlákna poskytují bakteriím oporu

Technologie využívá mikroorganismy přichycené na nanovlákenné přízi. Nanovlákna mají velký měrný povrch, na němž bakterie vytvářejí biofilm, tedy vrstvu mikroorganismů přilnutých k podkladu. Nosič tak pomáhá udržet bakterie v systému a omezuje jejich odplavování. Mikroorganismy se vybírají podle toho, jaké znečištění mají z vody odstraňovat.

Tým Karla Havlíčka spolupracoval s libereckými firmami Nanotech dynamics a VÚTS. Společně vytvořili trojrozměrnou strukturu z nanovlákenné příze upevněnou na konstrukci z kovových tyčí. Takový nosič lze vložit do nádrže čistírny nebo využít v systému pro čištění vody v zahradním jezírku.

Na čistírně výrazně klesla koncentrace amoniakálního dusíku

V liberecké čistírně vědci testovali systém s vodou, která již prošla hlavní částí čištění. Přestože koncentrace amoniakálního dusíku na vstupu kolísala, na výstupu podle CXI TUL dosahovala až nulových hodnot. Zveřejněná zpráva však neuvádí použitou analytickou metodu ani její mez stanovitelnosti. Výsledek proto nelze vykládat jako důkaz absolutní nepřítomnosti této látky nebo jako záruku stejné účinnosti za všech provozních podmínek.

Amoniakální dusík zahrnuje dusík ve formě amonných iontů i rozpuštěného amoniaku. Pro vodní organismy je nebezpečná zejména neionizovaná forma amoniaku; její podíl závisí na pH a teplotě vody. Při dostatečně vysokých koncentracích může amoniak ryby vážně poškodit a způsobit jejich úhyn. Dodatečné dočištění proto může být důležité tam, kde běžný čisticí proces nezajistí požadovanou kvalitu vody.

V jezírku se voda zlepšovala i během sucha

Druhé testování proběhlo v zahradním jezírku s lekníny. Výzkumníci použili mikroorganismy běžně obsažené v komerčních přípravcích na čištění jezírkové vody. Na nanovlákenném nosiči se bakterie zachytily a vytvořily biofilm, který jim pomáhal zůstat v místě čištění.

Kvalita vody v jezírku zlepšovala. Tým přitom během výrazného sucha očekával spíše zhoršení podmínek: voda se oteplovala a přítok slábl. Přesto podle zveřejněné zprávy dále klesaly koncentrace amoniakálního dusíku, fosforu i celkového organického uhlíku.

Jednoduchá konstrukce a další možnosti využití

Pro testovací sestavu tým využil plastové kanalizační trubky, které posloužily jako základ vlastního bioreaktoru. Jednoduché provedení by podle CXI TUL mohlo usnadnit využití technologie v menších nebo starších čistírnách. Ve větších provozech by bylo možné nosiče umístit přímo do stávajících nádrží. Výhodou je také možnost jejich snadného vyjmutí, výměny či renovace.

Dalším zamýšleným využitím jsou domovní čistírny. Nosič přizpůsobený rozměrům konkrétní čistírny by mohl bakteriím nabídnout stabilnější prostředí ve stávající komoře, bez nutnosti budovat další nádrž.

-wal-