استخراج مواد لاصقة ودهانات من مياه الصرف الصحي

يتم إنتاج كميات كبيرة من الكتل الحيوية من مياه الصرف الصحي يومياً (جامعة ولاية بنسلفانيا)

يتجه فريق بحثي من جامعة آلبورغ في الدنمارك إلى إحداث ثورة في مجال تطبيقات البوليمرات الحيوية المستخرجة من «محطات معالجة مياه الصرف الصحي»، واستغلالها في إنتاج المواد البلاستيكية والألياف النسيجية والمواد اللاصقة والدهانات.

وتُستخرج البوليمرات الاصطناعية المنتجة اليوم من النفط الخام، كما ينتج بعضها كذلك من الأعشاب البحرية المهددة بالانقراض، وذلك للاستخدام في العديد من صناعات البتروكيماويات.

تقول مقالة علمية جديدة نشرت في دورية «كرنت أوبنين إن بايوتكنولوجي» إن البحث أصبح الآن جاهزاً للإنتاج الصناعي والاستخدام العملي لهذه المنتجات.

«إن هذا المنظور الجديد هائل؛ لأنك تأخذ شيئاً يعدّ حالياً نفايات وتصنع منه منتجات عالية القيمة». هذا ما يقوله البروفسور بير هالكجير نيلسن، من قسم الكيمياء والعلوم البيولوجية بجامعة آلبورغ، عن نتائج مشروع بحثي يستخدم الكتلة الحيوية الزائدة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي بطرق جديدة مبتكرة.

ويوضح نيلسن في بيان منشور على موقع الجامعة، الجمعة: «يعتمد استخراج البوليمرات الحيوية على إنتاج قدر كبير من الكتلة الحيوية في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، وهي عبارة عن بكتيريا تأكل كل ما يدخل محطة المعالجة، بحيث لا يبقى سوى الماء النقي فقط».

وأضاف: «كل يوم، يتم إنتاج أطنان عديدة من الكتلة الحيوية وفق حجم محطة المعالجة، وعادة ما يتم تحويلها إلى مفاعل الغاز الحيوي لإنتاج الطاقة. ويتكون جزء كبير من البكتيريا المعالجة من مادة لاصقة محيطة بها، تعرف بالبوليمرات الحيوية التي يمكن أن تدخل في الصناعة بوصفها بديلاً مستداماً للبوليمرات المستخرجة من النفط».

وتستخدم البوليمرات الحيوية عاملَ لصق في الورق ومواد البناء، ويمكن استخدامها في عمليات تنقية المياه من الحمأة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، كما تبدو مثبطة للحرائق. وبالتالي، هناك سوق كبيرة محتملة لها إذا أمكن إنتاجها تجارياً بطريقة مستدامة، وفقاً لمشروع بحثي يحمل اسم «ريثينك RETHiNk».

ويهدف مشروع RETHiNk إلى التوسع الصناعي في عمليات إعادة تدوير الكتلة الحيوية المستخرجة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي في جميع أنحاء العالم.

ومن المزمع إنشاء مصانع لإنتاج البوليمرات الحيوية من محطات معالجة مياه الصرف الصحي الدنماركية، حيث يتم إنتاج مئات الآلاف من الأطنان من البكتيريا سنوياً في الدنمارك وحدها.

وتشير الورقة البحثية إلى أنه، كفائدة إضافية، يمكن حصاد المعادن والمكونات القيمة الأخرى من مياه الصرف الصحي التي تصل إلى محطات المعالجة، مثل الفوسفور، الذي يوجد على قائمة الاتحاد الأوروبي للمواد الخام الحرجة التي قد يكون من الصعب الحصول عليها في المستقبل.

ويذهب نيلسن إلى أنه «يمكننا أخذ 20 إلى 30 في المائة من الكتلة الحيوية وتحويلها إلى بوليمرات تحل محل المنتجات البترولية، وبوصفها بديلاً للعديد من البوليمرات الحيوية التي تنتج حالياً من الأعشاب البحرية المهددة بالانقراض»، مشدداً على أنه «إذا تمكنا من إيجاد طرق أخرى لاستخراج البوليمرات الحيوية، فإن ذلك يشكل ميزة كبيرة للبيئة والتنوع البيولوجي أيضاً».