Решение проблемы свалок. Ученые ускорили переработку отходов с помощью микроорганизмов.

Исследователи ФИЦ Биотехнологии РАН совместно с международной группой ученых предложили новые способы повышения эффективности переработки твердых коммунальных отходов в метан с помощью микроорганизмов и электропроводящих материалов. Эти технологии могут решить проблему снижения выработки метана в биореакторах, вызванную накоплением летучих жирных кислот.

Каждый год человечество производит миллиарды тонн твердых отходов, значительная часть которых оказывается на свалках, создавая экологические проблемы. Одним из решений является переработка органических отходов в биореакторах с помощью термофильных бактерий-анаэробов, которые превращают отходы в метан. Однако со временем накапливающиеся продукты жизнедеятельности микроорганизмов, такие как летучие жирные кислоты, значительно снижают эффективность этого процесса.

«Термофильные микроорганизмы позволяют перерабатывать отходы в метан, но их рост подавляется закислением среды. В результате снижается выработка биогаза».

— Юрий Литти, к.б.н., заведующий лабораторией микробиологии антропогенных мест обитания ФИЦ Биотехнологии РАН

Чтобы решить эту проблему, ученые предложили использовать электропроводящие материалы, которые могут помочь передаче электронов между микроорганизмами. Они протестировали два типа проводников — на основе магнетита и активированного угля, изолировав их от органических отходов с помощью диатомита. Эксперименты показали, что такие материалы позволяют восстанавливать выработку метана даже при высоких концентрациях летучих жирных кислот, достигающих 30 граммов на литр.

«Пространственное разделение электропроводящего материала и органики позволило перерабатывать отходы в метан даже при экстремально высоких концентрациях летучих жирных кислот».

— Юрий Литти, к.б.н., заведующий лабораторией микробиологии антропогенных мест обитания ФИЦ Биотехнологии РАН

Результаты показали, что магнетит позволял получать больше метана — 286 мл на грамм органического вещества, тогда как углеродный материал давал более высокую скорость производства — 26 мл метана на грамм в день. Оба материала способствовали образованию биопленок микроорганизмов, однако различные группы бактерий проявили разные предпочтения в использовании материалов.

Это открытие может стать ключевым шагом к более эффективной и экономичной переработке органических отходов, что позволит значительно снизить экологическую нагрузку на свалки и улучшить качество переработки коммунальных отходов.

Источник информации: ФИЦ Биотехнологии РАН