Membri dell'Università di Turku, con la partecipazione dei loro colleghi della Facoltà di Biologia dell'Università statale di Mosca Lomonosov, hanno dimostrato che in condizioni nordiche, le acque reflue potrebbero essere trattate con l'aiuto di microalghe, mentre la biomassa algale è adatta alla trasformazione in biocarburante. Gli scienziati hanno presentato la loro tecnica ottimizzata per la rimozione di composti organici, azoto e fosforo dalle acque reflue nella rivista Ricerca sulle alghe .
Le persone hanno usato stagni algali per il trattamento delle acque reflue fin dai tempi antichi. Era particolarmente popolare nei paesi con ampia luce solare ma privi di strutture di trattamento fisse. In India, gli stagni di alghe sono utilizzati per il trattamento delle acque reflue comunitarie, ma nessuno sa con precisione quando sono emersi. William Osvaldo, il pioniere del biotrattamento delle acque reflue algali, ha sviluppato una solida base scientifica per questa tecnica più di 50 anni fa. Nell'ultima decade, le tecnologie di trattamento delle acque reflue verdi hanno attirato una notevole attenzione, con conseguente dozzine di articoli accademici pubblicati annualmente.
Gli scienziati distinguono due tipi di sistemi di coltivazione di microalghe:aperti (stagni, lagune) e chiusi (fotobioreattori). A causa della complessità tecnica e dei costi elevati, i fotobioreattori non sono stati considerati per il trattamento delle acque reflue. I biologi russi, insieme ai loro colleghi dell'Università di Turku (Finlandia), ha condotto ricerche pionieristiche sull'ottimizzazione di un metodo basato sul fotobioreattore in condizioni nordiche.
I fotobioreattori sono vasi chiusi che ospitano una sospensione cellulare di microalghe, dove sono mantenute le condizioni richieste. Tali parametri come illuminazione uniforme, temperatura e concentrazione costanti di anidride carbonica, ossigeno e sostanze chimiche nutrizionali forniscono l'ambiente necessario. È inoltre necessaria un'agitazione costante:la sospensione deve essere agitata a una velocità che impedisca la sedimentazione cellulare. I fotobioreattori differiscono per forma e costruzione, compreso piatto, forme tubolari ed elicoidali.
L'efficienza dell'efficienza del trattamento delle acque reflue viene verificata da specialisti nel deflusso del fotobiotrattatore. Le caratteristiche di efficienza sono due:la completezza della rimozione dell'inquinante e la sua velocità.
Gli scienziati hanno utilizzato la Chlorella vulgaris UHCC0027, un ceppo di microalghe isolato nella Finlandia sudoccidentale, suo habitat naturale. I fotobioreattori con tali alghe potrebbero funzionare senza riscaldamento aggiuntivo poiché tutti i processi biologici procedono efficacemente all'interno del sistema a temperatura ambiente. Questo è il principale risultato della ricerca.
Il biologo Alexei Solovchenko, uno dei partecipanti alla ricerca, dice, "Il principio guida applicato per ottenere e scegliere i ceppi per scopi di biotrattamento è molto semplice. Gli organismi più promettenti sono spesso isolati dalle strutture di trattamento e dai territori circostanti. Era curioso che un'alga della collezione nordica si fosse dimostrata degna nel processo di ricerca . Però, una comunità algale indigena delle stesse acque reflue alla fine ha eguagliato la monocoltura algale nell'efficienza del trattamento.:
Inoltre, la biomassa microalgale che cresce nelle acque reflue si è dimostrata adatta alla conversione in biodiesel con modifiche minime. Sulla base delle conoscenze acquisite, i ricercatori potrebbero progettare biotecnologie più avanzate per il trattamento delle acque reflue e la produzione di biocarburanti in condizioni nordiche.
Solovchenko dice, "Le aziende considerano il biotrattamento delle alghe molto promettente. Ad esempio, il nostro progetto è stato realizzato sulla base di una società commerciale finlandese, occupandosi professionalmente del trattamento delle acque reflue. Anche i suoi membri hanno preso parte al nostro lavoro. L'importante è che abbiamo ottenuto risultati piuttosto equi, utilizzando acque reflue urbane pure prelevate dalla rete di Turku e non acque reflue provenienti da ambienti modello, che viene applicato nella maggior parte degli studi."
