Biologická úprava odpadů

5.2.2

Biologická úprava odpadů

Ing. Bohumil Beneš a kolektiv autorů

 NahoruÚvod

Velkou část odpadů je možné upravovat biologickými metodami tak, aby ztratily svoji nebezpečnost nebo dokonce aby se staly znovu využitelnými materiály. Mikrobiologické metody pro úpravu odpadů zahrnují velkou škálu biochemických reakcí, které jsou řízeny biologickými katalyzátory - enzymy.

 NahoruPodmínky použitelnosti

Aby biologické pochody byly použitelné pro úpravu odpadů, je nezbytné, aby

• mikroorganismy, které se na těchto pochodech podílejí, obsahovaly patřičné enzymy nebo jejich komplexy. To je první nezbytná podmínka pro úspěšné použití biologických metod. Enzymy jsou ve většině případů specifické, takže jsou schopné katalyzovat biochemickou reakci pouze jediné látky. Výjimku tvoří například monooxygenasy, jejichž malá specifita umožňuje katalyzovat reakci několika různých substrátů. Tyto enzymy se uplatňují při kometabolismu například chlorovaných ethylenů.

• složení odpadu, kde nemohou být přítomny látky, které jsou toxické pro mikroorganismy nebo inhibují enzymatickou aktivitu. Pokud by se takové látky v odpadech nacházely v koncentracích, které budou negativně působit na biologické pochody, není možné biologickou úpravu aplikovat. Toto bývá jedno z nejčastějších omezení pro využívání biologických metod. Odpady v mnoha případech obsahují směs škodlivých látek, z nichž některé jsou přítomné v koncentracích, které jsou toxické pro mikroorganismy a znemožňují biologickou úpravu

• zajištění takových podmínek v prostředí upravovaného odpadu, které mikrobiální činnost umožňují. Zejména je nezbytné dosáhnout

  • pH,

  • obsahu vlhkosti,

  • teploty a

  • koncentrace makrobiotických prvků v rozmezích vhodných pro činnost mikroorganismů.

Úprava pH je většinou nenákladná a technicky snadno proveditelná, protože neutralizační činidla (ať alkalická či kyselá) jsou velmi levná a jejich zapravení do odpadu nebývá technicky obtížné.

Zvyšování obsahu vlhkosti není ve většině případů třeba, ale je snadno proveditelné a nenákladné. Snižování obsahu vlhkosti je v některých případech problémem technickým i ekonomickým, zejména je-li třeba odstraňovat vodu vázanou.

Patrně největším technickým problémem s vysokými ekonomickými náklady je změna teploty odpadu.

Dosažení optimálních koncentrací makrobiotických prvků je proveditelné technicky a s nízkými náklady.

Odpady jsou často směsí mnoha látek, nikoli čistá chemicky definovaná individua. Proto i mikrobiologická úprava odpadů je celým sledem pochodů závislých v mnoha případech na činnosti skupiny mikroorganismů, protože jediný mikroorganismus nemá dostatečné enzymatické vybavení pro odbourání komplexu nebezpečných látek. Při aplikaci biologických metod je nezbytná znalost zákonitostí biologického odbourávání. Mohou nastávat případy, kdy produkt vzniklý biologickou transformací nějaké látky je pro mikroorganismy toxický a další odbourávání se tak zastaví. Toxicita může být specifická, takže účinek se projevuje jen na jeden mikroorganismus konsorcia. I přesto však dojde k zastavení biologických pochodů a použitá metoda úpravy je neúspěšná. Tyto jevy nastávají při biologickém odbourávání směsi polutantů, např. meziprodukt odbourávání chlorovaných aromatických sloučenin 3-chlorkatechol inhibuje enzym 2,3-dioxygenasu, proto není možné biologicky odbourávat současně toluen a chlorbenzen. Dalším možným příkladem je preference odbourávání některé ze škodlivých látek. Například při kontaminaci odpadu monoaromatickými sloučeninami benzenem, toluenem, ethylbenzenem a xyleny se přednostně odbourává ethylbenzen a toluen. V době, kdy jsou biologicky rozkládány tyto dvě sloučeniny, neprobíhá rozklad benzenu nebo o-xylenu. Takovýchto případů, které mají přímý vztah k biologické úpravě odpadů, existuje celá řada. Aby byla úspěšná aplikace biologické úpravy, je nezbytné znát regulační mechanismy biodegradace cílových látek. Jinak není možné úspěšně navrhnout postup pro odstranění směsi škodlivých látek z odpadu.

 NahoruVolba vhodných mikroorganismů

Pro biologickou úpravu odpadů neexistuje mikroorganismus nebo skupina mikroorganismů, které by byly univerzálně použitelné pro všechny odpady. Proto při použití biologické úpravy odpadů je třeba zvolit vhodné mikroorganismy, které jsou schopné dosáhnout požadovaných cílů:

• použité mikroorganismy musejí být schopné transformovat nebo odbourávat přítomné škodlivé látky,

• mikroorganismy vybírat s ohledem na podmínky v odpadu, který má být upravován (obsah vody, pH, koncentrace a složení polutantů, finální akceptor elektronů, osmotický tlak, koncentrace anorganických solí apod.).

• podřídit volbu i systému a technologickému postupu (aerobní či anaerobní podmínky odbourávání, kontinuální či přetržitý provoz, odbourávání v pevné fázi, suspenzi nebo kapalné fázi, kometabolický proces).

Volba mikroorganismu či mikroorganismů je poměrně složitý mechanismus, který závisí na mnoha parametrech. Jedním z nejdůležitějších faktorů je koncentrace škodlivých látek, které použitým mikroorganismům slouží jako substrát (látka, kterou mikroorganismy využívají jako zdroj uhlíku a energie pro svůj růst a rozmnožování). Existují totiž prahové koncentrace substrátu, při jejichž překročení se rychlost biologického rozkladu podstatně snižuje či biodegradace se úplně zastaví. Tento aspekt je velice důležitý při aplikaci biologické úpravy odpadů, v nichž dochází ke změnám vstupních koncentrací cílových škodlivých látek. Někdy je dokonce nezbytné odpady upravovat tak, aby maximální a minimální koncentrace byly eliminovány.

Pro biologickou úpravu odpadů je možné využívat velkou škálu mikroorganismů zahrnující bakterie, kvasinky, plísně a nižší houby. Tyto mikroorganismy je možné použít za aerobních i anaerobních podmínek a jejich výběr je dán výše uvedenými aspekty.

Nejčastěji jsou pro úpravu odpadů využívány bakterie pracující za aerobních podmínek, tedy v přítomnosti kyslíku, který slouží jako konečný akceptor elektronů při biotransformačních a biodegradačních reakcích. Bakterie nevytvářejí enzymy, které by vylučovaly z buňky do prostředí. Proto všechny biotransformační a biodegradační reakce cílových látek probíhají v buňce bakterií. K tomu je nezbytné molekuly cílových látek dopravit do buňky přes buněčnou membránu. Přenos hmoty do buňky je nejpomalejším krokem při biodegradaci, který určuje celkovou rychlost biodegradace. Rychlost přenosu hmoty závisí na tvaru molekuly a jejích povrchových vlastnostech, především polaritě. Nepolární sloučeniny jsou do buňky transportovány s pomocí povrchově aktivních látek vytvářených mikroorganismy (biosurfaktany). Molekula biosurfaktantu se konjuguje s molekulou nepolární látky. Tím dojde k vytvoření polární struktury, která se přes buněčnou membránu dostává do buňky, kde se rozpadá a substrát podléhá biochemickým změnám. Rychleji než transport do buňky probíhá i samotný biologický rozklad či biologická transformace.

Pro biologickou úpravu odpadu (především odstranění některých škodlivých látek) lze využít i lignovorních hub, které jsou odpovědné za bílou hnilobu dřeva v přírodě. Tyto houby vytvářejí exoenzymy, které atakují lignin. Hlavní skupinou vytvářených enzymů těmito hounami jsou peroxidasy. Tyto enzymy umožňují hydroxylaci aromatického kruhu. Protože jsou vylučovány do prostředí z buňky, není třeba přenosu molekul cílových látek do buněk. Je tím odstraněn nejpomalejší krok biodegradace u bakterií. Snaha o využití hub působících bílou hnilobu dřeva při eliminaci například polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) je úspěšná jen částečně. V kapalném prostředí je účinnost biotransformace a biodegradace PAU houbami poměrně úspěšná. Při aplikaci do pevných nebo plastických odpadů však nastává problém. Vláknité buňky hub nejsou schopné kolonizovat toto prostředí a tak účinnost je omezena jen na bezprostřední okolí buněk. Homogenizace ošetřovaného materiálu je velmi nákladná a jen velmi málo účinná.

Kvasinky se využívají k eliminaci jen několika málo škodlivých látek.

 NahoruCíle biologické úpravy

Biologické úpravy odpadů mohou sledovat několik zcela rozdílných cílů.

• Nejčastější snahou je snížení absolutní koncentrace nebezpečných látek v odpadu na určitý limit, který zbavuje odpad nebezpečnosti. V tomto případě musejí mikroorganismy nebezpečné látky rozkládat nebo biotransformovat na neškodné produkty. Snížení koncentrace nebezpečné látky změní jeho vlastnosti tak, že ztratí svoji nebezpečnost. Tento postup je využitelný pro plynné, kapalné i pevné odpady. Podle vlastností odpadu se liší pouze použité technologie.

• V některých případech je cílem imobilizace nebezpečných látek v důsledku biologické transformace, změn vlastností molekul a zvýšení sorpce na inertní látky přítomné v odpadu. Biologická imobilizace a stabilizace je obdobou používaných chemických procesů. V některých případech jsou sorbenty záměrně do procesu vnášeny, takže spolupůsobí s biologickou složkou pochodu. Tento proces je někdy označován jako biosolidifikace. Tentokrát je biologická činnost zaměřena na změnu vlastností molekul, nikoli na absolutní snížení koncentrace nebezpečné látky. Použití tohoto způsobu je výhodné především pro úpravu odpadů obsahujících látky obtížně biologicky rozložitelné, např. polyaromatické uhlovodíky. Jejich imobilizací je omezen negativní vliv na vnější prostředí na minimum. Tato metoda se využívá především pro pevné odpady. Výhodné je kombinovat biologickou stabilizaci s tvorbou látek schopných polutanty vázat. Nejčastěji se využívá tvorba huminových látek (huminové kyseliny, humáty, fulvové kyseliny) z lignocelulozových odpadů. Humifikace je přirozený proces probíhající například i při klasickém kompostování. Huminové látky mají vysokou sorpční schopnost a vytvořené komplexy s molekulami různých škodlivých látek (trinitrotoluen, PAU, herbicidy, pesticidy, insekticidy, polybromovaná a polyfluorovaná zhášedla, polychlorované bifenyly) jsou velmi pevné a nedochází k jejich rozpadu. Bioimobilizace a biostabilizace byla úspěšně využita při eliminaci odpadů obsahujících trinitrotoluen a některé další výbušniny v USA a Německu.

• Pro úpravu kapalných odpadů obsahujících jako nežádoucí součást rozpuštěné látky (zejména ionty těžkých kovů) se využívá specifického pochodu - biosorpce. Tato úprava využívá vlastností mikroorganismů. Buněčná stěna některých bakterií, kvasinek a nižších hub je schopná absorbovat například kovové kationty (na makromolekulární látky obsažené ve stěně buněk nebo transportem do buňky). Dochází k jejich akumulaci v biomase v řádově vyšších koncentracích než se vyskytují v prostředí, ze kterého jsou absorbovány. Přestože charakter základní reakce je fyzikálněchemický, hlavním prostředkem realizace jsou mikroorganismy, a proto jsou tyto pochody řazeny mezi biologické. Biologickým procesem je přenos kovových iontů do buněk stejně jako biosorpce do makromolekulárních látek v buněčných stěnách. Cílem tohoto pochodu je převod nebezpečným látek obsažených v odpadu do biologického materiálu a jejich zakoncentrování v biomase. Biomasa s nasorbovanými kovy se následně odděluje. Výhodou tohoto postupu je podstatné snížení hmotnosti či objemu nebezpečného odpadu, popřípadě úplné zbavení nebezpečnosti. K biosorpci se využívá biomasa například mořských řas Sargassum či Eclonia, nebo mycelium některých plísní vznikající jako odpad z průmyslové výroby (Aspergillus niger, Rhizopus sp.). Nejúčinněji probíhá sorpce těžkých kovů (kadmium, chrom, měď).

Biologické metody úpravy odpadů mohou zahrnovat ještě jiné cíle, které jsou voleny podle druhu odpadu a jeho specifických vlastností. Výše uvedené tři skupiny jsou hlavními přístupy k aplikaci biologických metod při úpravě odpadů, které jsou v praxi nejčastěji využívány.

 NahoruSpecifické biochemické pochody

Ke specifickým biologickým pochodům pro úpravu nebezpečných odpadů lze přiřadit např.

• biosrážení kovů (působením mikroorganismů dochází k tvorbě nerozpustných sloučenin kovů a jejich vydělení z roztoku),

• adsorpce do exopolymerů produkovaných mikroorganismy,

• biologická oxidace a redukce kovů,

• biologická denitrifikace a pod.

Biologické redukční srážení kovů je inovační postup v současné době prakticky využívaný pro odstraňování radionuklidů z radioaktivních odpadů a pro srážení různých kovů.

Biologické redukční reakce využívané při biosrážení mají několik mechanismů a podílejí se na nich různé mikroorganismy. Protože redukce je vždy spojena s oxidací, je třeba identifikovat oxidačněredukční páry. Při redukci sulfátu na sulfid se může oxidovat například železnatý iont na železitý podle rovnice:

8 Fe²⁺ + SO₄^2- + 20 H₂ O = 8 Fe(OH)₃ + 14 H⁺ + H₂S [1]

Velmi perspektivní, protože levná, je redukce síranu na sulfid při oxidaci methanu:

CH₄ + 2 H⁺ + SO₄^2- = H₂S + CO₂ + H₂O [2]

Jako donor elektronů může sloužit i množství organických látek (heterotrofní redukce sulfátu), například různé složky organického podílu v půdě (huminové kyseliny, fulvokyseliny, aldehydy a ketosloučeniny), sacharidy, karboxylové a karbonylové sloučeniny, hydroxysloučeniny a některé další organické látky. Pro ilustraci je uvedena oxidace acetátu:

CH₃ COO^- + SO₄^2- + H⁺ = H₂S + 2 HCO₃^- [3]

Ve všech těchto případech je produktem sulfát-redukujících bakterií sirovodík, který následně reaguje s různými formami kovů a metaloidů za vzniku nerozpustných sulfidů kovů. Je to čistě chemická reakce a v tomto druhém stupni se biologie vůbec neuplatňuje. Jako příklad lze uvést redukci arzeničnanu na nerozpustný sulfid arzeničný:

H₃AsO₄ + 5 HS^- = As₂S₅ + 3 H₂O + 5 OH^- [4]

zinku na sulfid zinečnatý:

ZnSO₄ + H2S = ZnS + H₂SO₄ [5]

a podobně. V uvedeném případě se uplatňují sulfát-redukující bakterie, které produkují sulfan, popřípadě síru. Chemickou reakcí sulfanu s kovy vznikají nerozpustné sulfidy kovů, které se vylučují a jsou mechanicky oddělovány z čištěné vody. Redukce sulfátu může probíhat heterotrofně s organickými substráty nebo autotrofně s vodíkem.

Mezi organismy schopné redukovat sulfáty patří bakteriální druhy Desulforhabdus amnigena, Desulfobacula toluolica, Desulfotignum balticum, Desulfobacterium niacini, Thermodesulforhabdus norvegica, rody Desulfovibrio sp. , Desulfomicrobium sp., Thermodesulfovibrio sp., Desulfotomaculum sp. Archaeoglobus sp., Desulfobacterium sp., řády Desulfobacterales, Desulfovibrionales, Syntrophobacterales a říše Thermodesulfobacteria. Výčet není zdaleka úplný, avšak demonstruje pestrost této skupiny bakterií.

Kromě nepřímé redukce kovů biologicky vytvořeným sulfanem existuje možnost nepřímé redukce kovu kovem. Například kov-redukující bakterie, tedy bakterie, které respirují např. s Fe³⁺ či Mn⁴⁺, současně vytvářejí redukovaný železnatý či manganatý iont. Bakterie, které se na těchto biotransformacích podílejí jsou například Shewanella putrefaciens, S. oneidensis, S. alga, Geobacter sp., G. bemidjiensis, G. psychrophilus, Bacillus infernus, Alkaliphilus transvaalensis, A. crotonatoxidans, A. metalliredigens, Geothrix sp., Pseudomonas sp. a Desulfosporosinus sp., Pelobacter sp. Biologicky redukované Fe²⁺ či Mn²⁺ potom chemicky redukuje například Cr⁶⁺ na Cr³⁺ nebo Tc⁷⁺ na Tc⁴⁺. Tento druhý způsob nepřímé redukce kovů a radionuklidů je možné demonstrovat na příkladu Fe²⁺ katalyzované redukce Cr⁶⁺ a Tc⁷⁺ na sraženiny Cr³⁺ a Tc⁴⁺, která se prakticky využívá.

Redukce kovů však lze dosáhnout i přímou enzymatickou redukcí. Kov-redukující bakterie (a některé sulfát-redukující) obsahují enzymatické aparáty schopné redukovat přímo kovy. Jsou to například [Fe]-, [NiFe]- a [NiFeSe]-hydrogenasa izolované z Desulfovibrio sp. a Desulfomicrobium sp., u nichž bylo prokázáno, že redukují Cr⁶⁺ na Cr³⁺. Rychlost redukce chromu koreluje s rychlostí spotřeby vodíku, vysoká koncentrace Cr⁶⁺ enzymatickou reakci inhibuje. Enzymatická redukce kovů je rozšířený biologický mechanismus a umožňuje velmi často snižování toxicity kovů a metaloidů, protože dojde k potlačení biologické dostupnosti snížením rozpustnosti. Enzymatickou redukcí lze biotransformovat Hg²⁺ na Hg0, dále pak radionuklidy a kovy U⁶⁺, Tc⁷⁺, Np⁵⁺, Mn⁴⁺, Fe³⁺, Cr⁶⁺, Se⁶⁺, As⁵⁺. Snížením mocenství se v mnoha případech podstatně sníží rozpustnost kovu a dojde k jeho vysrážení. Stejně jako nerozpustné sulfidy se mohou z prostředí odstraňovat i jiné nerozpustné sloučeniny kovů se sníženým mocenstvím. Například enzymatická redukce U⁶⁺ na U⁴⁺ způsobí vznik prakticky nerozpustných solí uranu. Tato biotransformace katalyzovaná enzymy označovanými jako cytochrom c umožňuje podstatnou redukci koncentrace uranu v kontaminované podzemní vodě.

Bakterií, které jsou schopné redukovat kovy enzymaticky, je velké množství a patří taxonomicky do různých skupin. Výsledky výzkumu posledních let ukázaly, že mechanismy, kterými k redukci dochází, jsou velmi rozdílené. Potvrdily to i výsledky porovnání sekvencí genomů jednotlivých druhů bakterií. Bylo například prokázáno, že bakterie z rodů Shewanella sp. a Geothrix sp. vylučují proteinové přenašeče elektronů z buňky, takže mohou redukovat kovy, i když nejsou v přímém kontaktu s buňkami. Naproti tomu bakterie z rodu Geobacter sp., které jsou dominantními disimilačními kov-redukujícími bakteriemi v geochemické a geografické diverzitě, musejí redukovaný kov transportovat do buňky, protože nedisponují vylučovaným proteinovým přenašečem elektronům.

Respirace obecně je jedním ze způsobů, jak mikroorganismy získávají energii. Kov-redukující bakterie využívají kovy jako akceptory elektronů. Aby bylo možné současně jiný kov oxidovat, kov-redukující bakterie musí přenést elektron na kovový atom, který se oxiduje. Některé bakterie mají zvláštní přenosovou cestu využívající proteinů, které jsou umístěny v bakteriálních membránách. Tímto způsobem se může elektron pohybovat z buňky na kovový iont vně buňky a tím vytvářet proudový tok. Tento objev znamenal rozvoj naprosto nové vědní disciplíny, která směřuje k využití mikroorganismů pro výrobu elektrické energie. Bakterie s těmito schopnostmi jsou v prostředí rozšířeny a nejsou výjimečné. Kov-redukující bakterie v prostředí s organickými látkami mohou nejen čistit odpadní vody, ale současně mohou fungovat jako elektrochemický článek, ve kterém se elektrický proud přenáší z vnitřní do vnější vrstvy membrány buňky. Zjednodušeně lze bakteriální buňku považovat za dynamo, které využívá kontaminovanou vodu pro výrobu elektrické energie. Jedna z bakterií, která je schopná odstraňovat uran z kontaminované zvodně i produkovat elektrický proud je Geobacter metallreducens, který objevil v roce 1987 Derek Lovley v anaerobních sedimentech řeky Potomac. Tato disimilačně respirující bakterie využívá Fe³⁺ jako akceptor elektronů. V současné době se bakterie z tohoto rodu i další využívají prakticky pro eliminaci kontaminace kovy a sulfátovými anionty při sanacích kontaminovaných lokalit a čištění odpadních vod.

Počet průmyslových aplikací biologické redukce k eliminaci kontaminace anorganickými polutanty lze odhadnout velmi hrubě na několik desítek v celém světě. Nejčastěji je tento biologický nebo kombinovaný postup využit pro eliminaci radionuklidů a těžkých kovů z kontaminovaných zvodní, na eliminaci síranů z kyselých důlních vod a na eliminaci kovů a metaloidů z důlních vod. Kromě toho byl tento postup využit i pro čištění průsakových vod ze skládky, kde kontaminace byla směsná a obsahovala i organické polutanty.

 NahoruPrůmyslové aplikace

• Jeden z nejstarších systémů využívá biologické konsorcium složené z bakterií, řas, cyanobakterií a vyšších rostlin k odstraňování Pb, Cu, Zn, Hg, Fe, Mn a Ni z vod z dolů na zlato společnosti Homestake Mining, Co., v Leadu, Jižní Dakota, USA. Účinnost odstraňování je> 99 %hm. Tohoto účinku je dosahováno biologickým srážením, sorpcí, biosorpcí apod. Sulfidy kovů se ukládají v sedimentech a jejich další mobilita je prakticky nulová stejně jako biologická dostupnost. Tato komplexní čistírna byla uvedena do provozu v roce 1984.

V nárostovém bioreaktoru obsahujícím kmen Pseudomonas sp. byly upravovány vody kontaminované rtutí biologickou redukcí Hg²⁺ na Hg0. Proces redukoval 98 % vstupující Hg²⁺ v koncentračním rozmezí 2 až 10 mg.l^-1. Kovová rtuť se zachycovala v sedimentu v biorektoru a byla pravidelně odstraňována. Toto pilotní zařízení pracovalo naprosto spolehlivě 8 měsíců s výkonem 100 m³ za den.

• Nizozemská společnost Paques b.v. vyvinula několik procesů pro eliminaci kovů a síranů z kontaminovaných vod. Jedna z aplikací je při čištění podzemních vod kontaminovaných v závodě na výrobu zinku. Proces společnosti je dvoustupňový. V prvním stupni sulfát-redukující bakterie produkují sulfan, který chemicky sráží sulfidy zinku a dalších kovů, které se z vody oddělují. Jako donor elektronů je použit ethanol. Ve druhém stupni je zařazen aerobní bioreaktor, který slouží ke konverzi přebytečného sulfanu na elementární síru. Vysrážené sirníky i elementární síra se recyklují do výroby kyseliny sírové. Průtok kontaminované podzemní vody je 300 m³.h^-1, koncentrace síranů se sníží z 1000 mg.l^-1 na <200 mg.l^-1, koncentrace kadmia z 1 mg.l^-1 na <0,01 mg.l^-1 a koncentrace zinku ze 100 mg.l^-1 na <0,3 mg.l^-1. Největší instalace má kapacitu 7 000 m³.h^-1. Proces pracuje od roku 1992. Je instalován i v České republice.

• V USA byla pod dohledem U.S. EPA aplikována podporovaná přirozená atenuace založená na činnosti sulfát-redukujících bakterií, bakterií redukujících arzeničnan a kombinacích chemické a biologické podpory na několika lokalitách kontaminovaných arzenem z různých zdrojů (průsakové vody z úložiště popelu, kontaminace z průmyslových aktivit, zařízení NASA na Cape Canaveral a pod.). Po několikaletém monitoringu a vyhodnocení výsledků byly tyto technologie zařazeny do seznamu použitelných sanačních technologií a jsou využívány při více aplikacích.

• Ve zlatých dolech Golden Sunlight Mine v Montaně od roku 2001 funguje biologická úprava kyselých důlních vod založená na biologických procesech redukce síry a kovů. Zařízení redukuje velmi významně koncentraci zinku, manganu, mědi, železa a hliníku a síranů.

• Několik průmyslových aplikací je zaměřeno na eliminaci síranů z kyselých důlních vod. Biologická redukce sulfátu je vyhodnocena v USA jako ekonomicky výhodný postup pro eliminaci síranů z podzemních a důlních vod.

• Uvažuje se využití sulfát-redukujících bakterií v propustných bariérách pro eliminaci těžkých kovů a síranů. Největším problém je vznik prakticky nerozpustných sloučenin, které vedou ke snižování propustnosti. Jejich odstraňování je technickým problémem, které brání praktické aplikaci tohoto technologického postupu. Prokázaly to i výsledky pilotních testů provedených například v Bulharsku s podzemní vodou z měděných dolů Eliša ve středním Bulharsku. Účinnost odstraňování kovů byla velmi vysoká (až 98 %), koncentrace síranů se snižovala až o 75 %, avšak propustnost se během dvouletého provozu neustále snižovala.

V odborné literatuře lze najít velké množství popisů různých biologických úprav odpadů prováděných v laboratorním nebo poloprovozním měřítku. Tyto výzkumné práce mají nezastupitelnou roli v technologické rozvoji a zavádění inovačních technologií v praxi. Velké množství zkoumaných procesů je důsledkem specifických vlastností odpadů. Např. ropné kaly vznikající v rafinériích ropy se liší nejen podle původu ropy, ale podle používaných technologií…