Skip to main content

Odseki

Optimizacija čiščenja tehnoloških voda tovarn brezlesnega papirja

Raziskovalka:

dr. Nada Verdel

Programska skupina, v kateri je raziskovalka zaposlena (naziv, vodja in šifra):

Integralni pristop k preprečevanju onesnaževanja voda, Pintar Albin, P2-0150 (C)

Sodelujoči raziskovalec:

dr. Aleš Lapanje (IJS)

 

1.      Osnovni podatki glede financiranja

Projekt delno financira Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj (ESRR) ter Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport. Javni razpis za izbor operacij se izvaja v okviru Operativnega programa za izvajanje evropske kohezijske politike v obdobju 2014-2020, povezava na spletno stran: www.eu-skladi.si.

 

2.      Logotipi financerjev

3.      Uvod

Industrija celuloze in papirja je v Evropi eden največjih porabnikov energije in surovin (European Comission 2020). Sicer poraba grafičnega papirja upada, vendar pa je vse več povpraševanja po specialnih papirjih, pri katerih je pomembno, katere kemikalije dodamo v sistem. Za te namene je zelo primerna industrija brezlesnega papirja, kjer papir proizvajajo iz čiste celuloze.

Procesna voda tovarn brezlesnega papirja vsebuje organske snovi, kot so celuloza, škrob, alkil keten dimeri (AKD), smolne kisline, disperzije lateksa in poliaromatska azo barvila. S trendom zmanjševanja količine sveže vode se povečuje delež teh organskih koloidnih snovi v sistemu, ki zmanjšujejo kvaliteto končnih proizvodov. Z biološkim čiščenjem lahko znižamo količino organskih snovi tudi pri pogojih, ki jih zahtevajo proizvodni procesi (Malmqvist, Ternström, and Welander 1999). Pri bioaugmentaciji v sistem dodamo selekcionirane mikroorganizme, s katerimi pospešimo biorazgradnjo določenih komponent ali znižamo celotno kemijsko potrebo po kisiku.

Da bi našli najbolj aktivne mikroorganizme, smo iz različnih delov papirnice izolirali bakterije. Uporabili smo selektivna gojišča s trinajstimi organskimi snovmi, ki so služili kot edini vir ogljika. Izbrali smo jih glede na prisotnost v procesnih vodah tovarn brezlesnega papirja in lastnost, da lahko tvorijo lepljive skupke, t.im. »stickies«. Bakterije smo selekcionirali glede na biorazgradnjo vira ogljika, na katerem so rasle. Najbolj aktivne smo navzkrižno selekcionirali in identificirali s sekvenciranjem gena 16S rRNA. Bakterije, ki hidrolizirajo škrob smo testirali, če razgrajujejo tudi celulozo itd. Podrobno smo komentirali literaturo, ki se nanaša na metabolizem šestih bakterij z največjim potencialom za bioaugmentacijo.

 

4.      Rezultati

Na trinajstih selektivnih gojiščih smo izolirali 350 bakterij, prilagojenih na razmere v tehnoloških vodah. Bakterije smo popisali glede na vir ogljika in inokulum ter shranili v raztopinah z glicerolom pri -80°C. Razvili smo enostavne selekcijske metode, primerne za nadaljnjo industrijsko uporabo (Slika 1). Ugotovili smo, da so bakterije večinoma specializirane za razgradnjo posameznih organskih snovi, da bi zmanjšale konkurenco v mikrobni skupnosti.  Bakterije, ki hidrolizirajo škrob in celulozo, v večini primerov ne razgrajujejo poliaromatskih azo barvil in belila ter obratno. Tiste, ki metabolizirajo vse testirane organske snovi, so le redko tako aktivne, kot so specializirane bakterije. 57 identificiranim bakterijam smo natančno in ponovljivo določili aktivnost za škrob, celulozo, AKD in smolne kisline ter kometabolizem azo barvil »direct blue 15« in »direct red 253« ter belila, ki je poliaromatski derivat stilbene.

Slika 1: Selekcija bakterijskih izolatov glede na razbarvanje rdečega barvila »direct red 253« - fotografija mikrotitrske plošče po 48 urah.

 

5.      Literatura

Malmqvist, Å, A. Ternström, and T. Welander. 1999. “In-Mill Biological Treatment for Paper Mill Closure.” Water Science and Technology 40(11–12): 43–50.

 

6.      Bibliografske reference, ki izhajajo neposredno iz izvajanja projekta

1.08 Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci

VERDEL, Nada, PINTAR, Albin, LAPANJE, Aleš. White water treatment optimization of wood-free paper industries by means of bioaugmentation-assisted bioremediation. V: Smart solutions for water resilience : conference e-proceeding. 8th IWA-ASPIRE Conference and Exhibition, 31 October - 2 November 2019, Hong Kong. Hong Kong: [s. n.], 2019. Str. 474-476. https://www1.iwaaspire2019.org/pdf/IWA-ASPIRE%202019-E-Proceeding.pdf. [COBISS.SI-ID 6753562]

Za slepe in slabovidne(CTRL+F2)
barva kontrasta
velikost besedila
označitev vsebine
povečava