Wykorzystanie ścieków mleczarskich poprawia działanie grzybów białorotowych w oczyszczaniu ścieków z papieru z recyklingu

Przekształcanie dwóch problemów odpadów w jedno czyste rozwiązanie

Recykling papieru i tektury oszczędza drzewa, ale generuje zanieczyszczoną wodę pełną uporczywych związków i ciemnego zabarwienia. Zakłady mleczarskie też produkują duże ilości bogatych w składniki odżywcze ścieków, które mogą szkodzić rzekom i jeziorom. Badanie pokazuje, że połączenie tych dwóch strumieni odpadów i wykorzystanie do pracy specjalnych grzybów może przekształcić zanieczyszczoną wodę w coś znacznie bezpieczniejszego dla środowiska, jednocześnie obniżając koszty oczyszczania i wspierając ponowne wykorzystanie wody w przemyśle.

Brudna woda z codziennego papieru i mleka

Współczesne życie zależy od produktów papierowych i mlecznych, a obie branże zużywają ogromne ilości wody. Zakłady recyklingu papieru odprowadzają wodę bogatą w trudne do rozkładu związki, takie jak lignina, pozostałości tuszów i różne dodatki. Ta woda ma bardzo wysokie chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), silne zabarwienie i często zawiera metale, co może szkodzić życiu wodnemu. Równocześnie zakłady mleczarskie wytwarzają ścieki nasycone materią organiczną i składnikami odżywczymi, takimi jak azot i fosfor. Te składniki odżywcze mogą napędzać niepożądany rozwój mikroorganizmów i glonów, jeśli ścieki są odprowadzane bez oczyszczenia.

Pomocne grzyby kochające drewno

Naukowcy skupili się na dwóch gatunkach grzybów białorotowych: Bjerkandera adusta i Phanerochaete chrysosporium. W naturze te grzyby żyją na drewnie i słyną z rozkładu ligniny — trudnego spoiwa, które łączy ściany komórkowe roślin. Wydzielają potężne układy enzymatyczne zdolne rozkładać szeroką gamę złożonych, a nawet toksycznych związków, w tym barwników i trwałych zanieczyszczeń przemysłowych. Aby jednak działały wydajnie, potrzebują wystarczającej ilości składników odżywczych, zwłaszcza azotu i fosforu — czyli tego, czego obficie dostarczają ścieki mleczarskie.

Mieszanie strumieni odpadów dla lepszego oczyszczania

W badaniu ścieki z zakładu recyklingu papieru i tektury były mieszane z surowymi ściekami mleczarskimi, bez sterylizacji czy regulacji pH, aby naśladować rzeczywiste warunki fabryczne. Zespół testował różne proporcje ścieków papierniczych, różne dawki grzybów i czasy kontaktu, aby znaleźć układ skuteczny i praktyczny do zastosowań przemysłowych. Gdy stężenie ścieków papierniczych było niskie (25%), grzybom najłatwiej było usuwać ChZT i barwę, natomiast stężenie 50% papierowych ścieków dało najlepszy kompromis między wydajnością oczyszczania a objętością przetwarzanej wody. Dodanie zaledwie 10% ścieków mleczarskich jako źródła składników odżywczych znacznie poprawiło aktywność grzybów, prowadząc do silnego usuwania zanieczyszczeń w ciągu sześciu dni, nawet w tych niesterylnych, rzeczywistych warunkach.

O ile czystsza staje się woda?

W wybranych warunkach operacyjnych — półrozkoncentrowane ścieki papierowe, bogate ścieki mleczarskie i wyższa dawka grzybów — system usunął około 94% ChZT i około 36% barwy. Zredukował też biochemiczne zapotrzebowanie na tlen w pięć dni (BZT5) o ponad 95% i usunął niemal połowę ligniny. Metale ciężkie takie jak aluminium, tytan, cyna i cynk spadły gwałtownie, w niektórych przypadkach o ponad 90%. Analiza chemiczna wykazała, że wiele złożonych związków aromatycznych obecnych na początku zniknęło po zabiegu, zastąpionych prostszymi cząsteczkami i kwasami organicznymi, co odzwierciedla rozkład struktur podobnych do ligniny przez grzyby na mniejsze, mniej szkodliwe fragmenty.

Z toksycznej do przyjaznej roślinom

Aby sprawdzić, czy oczyszczona woda rzeczywiście jest bezpieczniejsza, badacze przeprowadzili próby kiełkowania nasion fasoli mung. Nieoczyszczone mieszanki ścieków papierowych i mleczarskich, szczególnie o wysokim stężeniu, silnie hamowały wzrost korzeni i wskazywały na wysoką toksyczność. Po leczeniu grzybami w optymalnych warunkach nasiona rosły znacznie lepiej nawet w nie rozcieńczonym effluencie, a obliczony wskaźnik fitotoksyczności spadł ponad dwukrotnie. To pokazuje, że proces nie tylko przesuwa zanieczyszczenia — rzeczywiście zmniejsza ich szkodliwy wpływ na organizmy żywe.

Domykanie obiegu w wykorzystaniu wody przemysłowej

Podsumowując, badanie wykazuje, że połączenie ścieków z recyklingu papieru z ściekami mleczarskimi i odpowiednio dobranym zespołem grzybów może przekształcić dwa środowiskowe obciążenia w czystszy, bardziej cyrkularny system. Bez kosztownej sterylizacji czy chemicznego dozowania proces znacząco obniża zanieczyszczenie, usuwa część metali i zmniejsza toksyczność wody, umożliwiając jednocześnie jej większe ponowne wykorzystanie w zakładzie. Dla szerokiej publiczności kluczowy komunikat jest prosty: pozwalając odpowiednim mikroorganizmom pożywiać się odpadami jednej branży, aby oczyścić odpady innej, możemy oszczędzać wodę, obniżać koszty i zmniejszać obciążenie dla rzek i gleb.

Cytowanie: Kamali, H., Gholami, M., Ehrampoush, M.H. et al. Dairy wastewater valorization enhances white rot fungi performance in recycled paper effluent treatment. Sci Rep 16, 8345 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35695-z

Słowa kluczowe: ścieki z papieru z recyklingu, ścieki mleczarskie, grzyby białorotowe, bioremediacja, gospodarka o obiegu zamkniętym