В связи с подорожанием минеральных удобрений все чаще обсуждается внесение органических отходов на поля. Однако, чрезмерное применение навоза на сельскохозяйственных почвах приводит к выбросу азота и фосфора в водную среду, что приводит к серьезным проблемам эвтрофикации и снижению качества воды. Обработка сточных вод от свиноводческих комплексов микроводорослями предложена учеными в виде экологичной практики и дополнительного дохода.
Об этом международная группа ученых из Португалии и Испании сообщает в статье, опубликованной в журнале Agronomy 2022 на портале MDPI.
«Сточные воды свиноводства (PWW) обычно отправляются в стабилизационные пруды или лагуны, где они хранятся в течение длительного времени перед внесением в землю. Минусы заключаются в производстве высоких выбросов CO 2, метана (в результате анаэробного сбраживания), аммиака (в результате улетучивания) и сероводорода (в результате разложения). – Пишут авторы. — В то же время эти отходы представляют собой ценный недорогой и готовый к использованию источник питательных веществ, если обогащать лагуны PWW биомассой автотрофных микроводорослей в виде альтернативной очистки.
Производимая биомасса водорослей, в свою очередь, принесет доход в качестве источника корма для животных или растительных удобрений и биостимуляторов для сельского хозяйства.
Настоящая работа направлена на определение наиболее перспективных методов предварительной обработки и использования неразбавленных PWW для роста микроводорослей Tetradesmus obliquus при максимальной продуктивности биомассы.
Для этого исследовано влияние различных рабочих параметров, играющих ключевую роль в методологиях предварительной обработки (pH, температура, время и концентрация реагента).
Электрокоагуляция, отгонка аммиака, технология «фото-Фентон» и построенные водно-болотные угодья оценивались как методы предварительной обработки для снижения выбросов аммиака, химической потребности в кислороде, цвета и общего содержания взвешенных веществ.
Усовершенствованные процессы окисления, такие как фото-Фентон (PF), показали объективные преимущества: простые условия процесса и более короткое время реакции, экономичность.
При данной технологии перекись водорода окисляет Fe, которое действует как катализатор, образуя гидроксильные радикалы. Окисленный Fe 3+ быстро восстанавливается до Fe 2+ под действием УФ-видимого излучения, циклически регенерируясь.
Гидроксильные радикалы ответственны за окисление органического вещества из-за их высокого окислительного потенциала. Они быстро реагируют неселективным образом, что позволяет полностью разлагать органические загрязнители, создавая тем самым меньший объем твердых отходов.
Более того, гидроксильные радикалы могут окислять аммиак до нитрата, который менее токсичен для роста микроводорослей.
Однако, требуется предварительная стадия подкисления, поскольку реакция более эффективна при кислом рН, что позже потребует повторного повышения рН до нейтральных значений. Все эти изменения pH подразумевают дополнительные эксплуатационные расходы. Введение УФ-света увеличивает скорость реакции, но требует дополнительных затрат, которые могут составлять около 35%. Тем не менее, эти затраты на освещение можно устранить при соединении этого процесса с открытыми водоемами, находящимися под солнечным облучением.
Фото-Фентон показал наилучшие результаты среди других видов предварительной обработки, достигнув эффективности удаления токсинов выше 90%, за исключением аммиака. Это привело к тому, что водоросли T. obliquus были способны расти на неразбавленных PWW, удваивая биомассу по сравнению с контролем.
Таким образом, эта предварительная обработка кажется наиболее перспективной для включения в системы обработки отходов свиноферм на основе микроводорослей и требует дальнейшего изучения».
По статье группы авторов (Элис Феррейра, Даниэль Фигейредо, Родриго Кардейрас, Руи Набаис, Франциска Феррейра, Белина Рибейро, Клаудия Кордовил, Ф. Габриэль Асьен, Луиза Гувейя), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Источник: agroxxi.ru