Αναερόβια διάσπαση ♻️
Η αναερόβια διάσπαση είναι η δεύτερη βιολογική διαδικασία επεξεργασίας των λυμάτων και των αποβλήτων. Σε αντίθεση με την αερόβια, πραγματοποιείται απουσία οξυγόνου (αναερόβιες συνθήκες) και έχει το πλεονέκτημα ότι παράγει χρήσιμο καύσιμο. ⛽
Πού γίνεται 🛢️
Το ίζημα που προκύπτει από την αερόβια φάση μεταφέρεται σε μεγάλες κλειστές δεξαμενές, που ονομάζονται βιοαντιδραστήρες (χωνευτήρες). Μέσα σε αυτές το υλικό υφίσταται μια σύνθετη σειρά αντιδράσεων διάσπασης και ζύμωσης.
Οι μικροοργανισμοί 🦠
Η αναερόβια διάσπαση πραγματοποιείται από πολλά διαφορετικά είδη βακτηρίων, μεταξύ των οποίων κυριαρχούν τα είδη του γένους Clostridium (Clostridium). Καθοριστικό ρόλο στο τελικό στάδιο παίζουν τα μεθανογόνα βακτήρια, όπως το είδος Methanobacterium. Η όλη διαδικασία απαιτεί τη συνδυασμένη δράση πολλών διαφορετικών μικροοργανισμών — κανένα μεμονωμένο είδος δεν επαρκεί.
Τα στάδια της διαδικασίας 🔬
Η αναερόβια διάσπαση εξελίσσεται σε διαδοχικά βήματα:
-
Αρχική διάσπαση των μακρομορίων. 🧬 Τα οργανικά μακρομόρια διασπώνται από ένζυμα — κυρίως πρωτεάσες και λιπάσες — σε διαλυτά συστατικά.
-
Ζύμωση σε λιπαρά οξέα. ⚗️ Τα διαλυτά συστατικά, με κατάλληλη ζύμωση, μετατρέπονται σε ένα μείγμα λιπαρών οξέων, υδρογόνου (Η₂) και διοξειδίου του άνθρακα (CO₂).
-
Μετατροπή σε οξικό οξύ. 🧪 Τα λιπαρά οξέα μετατρέπονται περαιτέρω σε οξικό οξύ, CO₂ και Η₂.
-
Παραγωγή μεθανίου. 🔥 Όλες αυτές οι ενώσεις αποτελούν θρεπτικά συστατικά για τα μεθανογόνα βακτήρια. Το Methanobacterium διασπά το οξικό οξύ σε μεθάνιο και CO₂, ενώ ταυτόχρονα συνθέτει μεθάνιο από CO₂ και Η₂.
Τα κύρια προϊόντα της αναερόβιας κατεργασίας των λυμάτων και αποβλήτων είναι το μεθάνιο και το CO₂. Το μείγμα αερίων που παράγεται ονομάζεται βιοαέριο. Το μεθάνιο είναι ένα χρήσιμο καύσιμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας μέσα στον ίδιο τον σταθμό του βιολογικού καθαρισμού. ⚡
Αξιοποίηση των υπολειμμάτων 🌱
Τα στερεά υπολείμματα της διαδικασίας δεν πάνε χαμένα:
- Το ίζημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί, μετά από κατάλληλη επεξεργασία, ως λίπασμα. 🌾
- Οι ουσίες που δεν αποσυντίθενται αποτίθενται σε κατάλληλα διαμορφωμένους χώρους.
Επιλογή και βελτίωση των μικροοργανισμών 🧫
Η επιλογή των κατάλληλων μικροοργανισμών γίνεται συνήθως από το χώμα περιοχών που έχουν μολυνθεί για αρκετό χρονικό διάστημα από τις συγκεκριμένες ουσίες — εκεί έχουν ήδη επιλεγεί φυσικά στελέχη ικανά να τις διασπούν. Στη συνέχεια, με συνδυασμό κλασικής Γενετικής και τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA, δημιουργούνται τροποποιημένοι τύποι μικροοργανισμών με ιδιότητες που διευκολύνουν τη διάσπαση, όπως ταχύτερη ανάπτυξη ή ταχύτερη αποικοδόμηση των ουσιών. 🧬