Możliwości odzysku polihydroksyalkanianów (PHA) w oczyszczalniach ścieków

Współcześnie oczyszczalnie ścieków coraz częściej postrzegane są jako element gospodarki o obiegu zamkniętym. W wyniku tego na popularności zyskują technologie pozwalające na odzyskiwanie w oczyszczalniach różnego rodzaju produktów, jak np. biopolimerów.

Koncepcja odzysku biopolimerów w oczyszczalniach jest stosunkowo nowa, aczkolwiek sama technologia ekstrakcji PHA z czystych kultur bakteryjnych znana jest już od lat 50. XX wieku. Szacunki wskazują, że zastosowanie w tym procesie mieszanych kultur bakteryjnych pozwala na obniżenie kosztów procesu, które są obecnie jedną z głównych barier szerszego stosowania biopolimerów w gospodarce.

Niezbędne są także działania mające na celu zwiększenie społecznej świadomości zalet takiego rozwiązania. Dotychczas uruchomiono w oczyszczalniach ścieków kilka pilotażowych instalacji do pozyskiwania biopolimerów, a w najbliższej przyszłości planowane jest uruchomienie pierwszej instalacji w skali technicznej o wydajności kilku tysięcy ton rocznie.

Wstęp

Syntetyczne tworzywa polimerowe są obecnie powszechnie stosowane prawie we wszystkich dziedzinach życia. Światowa roczna produkcja tworzyw sztucznych w 2017 roku wynosiła 348 milionów ton, a największymi producentami były Chiny – 29,4% światowej produkcji, kraje europejskie (28 krajów Unii Europejskiej oraz Norwegia) – 18,5% oraz kraje NAFTA (Północnoamerykański Układ Wolnego Handlu) – 17,7%.

W Europie największymi producentami plastiku są Niemcy (24,6% produkcji europejskiej), Włochy (14%) oraz Francja (9,6%). Polska wśród krajów europejskich zajmuje 5 miejsce pod względem wielkości produkcji tworzyw sztucznych, wytwarzając 6,5% ich rocznej ilości [1]. Syntetyczne tworzywa sztuczne wytwarzane na bazie ropy naftowej są trudno podatne na rozkład, a ich obecność w środowisku powoduje istotne zagrożenie. Tworzywa te, m.in. w postaci mikro- i nanoplastiku, obecne są w wodach powierzchniowych, glebie, a nawet wodzie przeznaczonej do spożycia [2].

Problemem są duże ilości odpadów polimerowych, które nie zostały selektywnie zebrane i poddane recyklingowi. W 2016 roku w krajach Unii Europejskiej recyklingowi średnio poddawane było 31,1% odpadów tworzyw sztucznych, a 41,6% podlegało odzyskowi energetycznemu. Pozostała ilość, stanowiąca 27,3% odpadów, była składowana [1].

W poszczególnych krajach europejskich sposób postępowania z odpadami tworzyw sztucznych był zróżnicowany. W takich krajach, jak Szwecja, Norwegia, Hiszpania, Niemcy, Irlandia i Czechy stopień recyklingu tworzyw sztucznych był większy niż średnia unijna. Najmniej korzystna sytuacja była m.in. na Malcie, w Grecji, na Cyprze i w Bułgarii, gdzie recyklingowi poddawanych było w 2016 r. około 20% odpadów.

W Polsce w 2016 r. poddawanych recyklingowi było poniżej 30% odpadów. Powyżej 40% odpadów składowano, a więc więcej niż wynosi średnia dla krajów europejskich. Najmniej składowanych odpadów w Europie było w takich krajach, jak Szwajcaria, Austria i Niemcy [1]. Odpady z tworzyw sztucznych, zmieszane z innymi, nie tylko kierowane są na składowiska odpadów, lecz także odpady tego rodzaju porzucane są na tzw. dzikich wysypiskach (w lasach, na plażach). Na tych obszarach odpady często pozostają przez długi okres czasu, gdyż są trudnorozkładalne.

Czynnikami, które mają wpływ na rozpad odpadów z tworzyw sztucznych są przede wszystkim czynniki abiotyczne, fizyczne i chemiczne, takie jak temperatura, promieniowanie UV, czy ścieranie [3]. Czas połowicznego rozkładu tworzyw sztucznych w środowisku jest bardzo długi, tzn. często przekracza 50 lat (w przypadku butelek z tworzyw sztucznych), a nawet sięga powyżej 1200 lat (rury wykonane z tworzyw sztucznych) [3, 4].

Z tego też względu obserwuje się coraz większe zainteresowanie biopolimerami (biotworzywami), takimi, jak m.in. polihydroksyalkaniany (PHA), w tym poli([R]-3-hydroksymaślan) (PHB), poli(3-hydroksymaślan) (P3HB) oraz inne kopolimery, jak PHBV (3-hydroksymaślan i 3-hydroksywalerianian), PBHH (mieszanina kopolimerów kwasu 3-hydroksymasłowego i 3-hydroksykapronowego) i P34HB (kompolimer kwasu 3-hydroksymasłowego i 4-hydroksymasłowego) [5, 6].

Te związki, określane jako PHA, są nietoksyczne, występują m.in. w organizmach ssaków, w których razem z polifosforanami wapnia tworzą kanaliki transportujące jony przez membrany komórkowe. Ich właściwości mechaniczne i termiczne są zbliżone do tworzyw powstających w wyniku przeróbki ropy naftowej, m.in. polietylenu i polipropylenu. Co istotne, mogą ulegać biodegradacji w warunkach tlenowych, m.in. w procesie kompostowania, co powoduje, że są atrakcyjnym tworzywem do wyrobu m.in. materiałów opakowaniowych [5].

Biopolimery hydrolizują w środowisku kwaśnym z wytworzeniem małocząsteczkowych produktów z hydroksylowymi i karboksylowymi grupami końcowymi. W środowisku zasadowym produktami hydrolizy są produkty z alkenianowymi i karboksylanowymi grupami końcowymi.

Związki te ulegają dalszej całkowitej biodegradacji do CO₂ i H₂O [5]. Uznaje się, że największym rynkiem dla zastosowania biodegradowalnych biopolimerów jest rynek opakowaniowy. Tego rodzaju polimery znajdują jednakże coraz większe zastosowanie także w przemyśle samochodowym i budownictwie [7].

Biopolimery mogą być wytwarzane w warunkach laboratoryjnych lub przemysłowych przez czyste kultury bakterii, ale także przez mieszane kultury bakteryjne tworzące osad czynny. W 2019 roku roczna światowa zdolność produkcyjna bioplastiku wynosiła 2,11 mln ton i szacuje się, że do roku 2024 wzrośnie ona o około 13% [7].

Główną barierą wprowadzania biopolimerów na rynek jest koszt ich wytwarzania, większy niż produkcji tworzyw sztucznych z ropy naftowej. Obecnie w skali technicznej biopolimery są wytwarzane m.in. przez firmy Metabolix (tworzywo Mirel®), Procter & Gamble (tworzywo Nodax®), PHB Industries S.A. (tworzywo Biocycle®). Koszt produkcji, to ok. 3 euro/kg [5].

Szacuje się, że wytwarzanie biopolimerów w oczyszczalniach ścieków, z wykorzystaniem mieszanych kultur bakteryjnych zasiedlających osad czynny, pozwoliłoby na zmniejszenie kosztów wytwarzania biopolimerów o ok. 50% w porównaniu z obecnymi metodami [6]. Do wytwarzania polihydroksyalkanianów zdolne są m.in. Acinetobacter sp., Actinomycetes sp., Alcaligenes eutrophus, Bacillus cereus, Bacillus mageterium, Beggiatoa sp., Clostridium sp., wybrane zmodyfikowane genetycznie szczepy Escherichia coli, Moraxella sp., Nitrobacter sp., Nitrococcus sp., Nocardia sp., Ralstonia eutropha, Burkholderia cepacia, Bulkholderia sacchcari czy Pseudomonas pseudoflava, Sphaerotilus sp., Thiobacillus sp. [8-10].

Wiele szczepów bakteryjnych zdolnych do syntezy polihydroksyalkanianów bytuje w ściekach i tworzy kłaczki osadu czynnego [11]. PHA są syntezowane przez mikroorganizmy jako materiał zapasowy wówczas, gdy środowisko, w którym bytują, jest bogate w źródła węgla [5]. Bakterie syntezujące PHA są wykorzystywane m.in. w procesach zwiększonego biologicznego usuwania fosforu ze ścieków.

Biosynteza PHA w oczyszczalniach ścieków wymaga rozwiązania następujących trzech kluczowych problemów:

• zapewnienia odpowiedniego stężenia bakterii zdolnych do kumulowania PHA w osadzie czynnym. PHA kumulują się w biomasie mikroorganizmów, więc zwiększenie ich udziału w osadzie pozwala na zwiększenie produkcji biopolimerów w przeliczeniu na kg suchej masy;
• zapewnienia dostępności łatwo przyswajalnych związków węgla organicznego w ściekach i osadach ściekowych;
• separacji i oczyszczenia powstającego produktu w takim stopniu, żeby stanowił materiał znajdujący rynek zbytu.

Źródło węgla dla bakterii kumulujących PHA i inne parametry wpływające na produkcję tych związków

Jako źródło węgla dla bakterii mogą być wykorzystywane m.in. ścieki czy osady ściekowe. Ponieważ osady ściekowe zawierają węgiel organiczny trudno przyswajalny dla mikroorganizmów, poddaje się je wstępnej hydrolizie i fermentacji kwaśnej w celu uwolnienia do cieczy osadowych lotnych kwasów tłuszczowych [12]. Pozyskanie LKT wymaga, w warunkach mezofilowych, w procesie fermentacji kwaśnej, czasu zatrzymania osadów ok. 4÷5 dób [12]. Proces prowadzony jest w wydzielonych komorach fermentacyjnych, a ciecz osadowa bogata w lotne kwasy tłuszczowe doprowadzana jest do bioreaktorów, w których bytują bakterie zdolne do biokumulacji biopolimerów.

Preferowanym źródłem węgla dla bakterii syntezujących PHA są octany i maślany, wykorzystywane mogą być także propioniany i waleriany [6]. Jako źródło węgla służyć mogą także substraty cukrowe, takie jak sacharoza, melasa buraczana, kukurydza czy cukier trzcinowy [5]. Wydajność produkcji polihydroksylakanianów jest zróżnicowana. Przykładowo, wykorzystując jako źródło węgla sacharozę, czysta kultura Alcaligenes latus, w temperaturze 25÷37°C była w stanie zakumulować 0,4 g P3HB/g sacharozy [13].

Bengtsson i wsp. [14], wykorzystując do wytwarzania PHA ścieki z produkcji papieru fermentowane wstępnie w celu pozyskania LKT (octowy, masłowy, walerianowy i propionowy), uzyskali kumulację tych biopolimerów w suchej masie do 48% s.m., co odpowiada wydajności 0,11 g PHA/g ChZT. Wydajność ta zależy od proporcji pomiędzy poszczególnymi lotnymi kwasami tłuszczowymi. Zakup i wprowadzenie do układu technologicznego zewnętrznego źródła węgla generuje dodatkowe koszty, dlatego preferencyjnie powinny być wykorzystywane kwasy karboksylowe pozyskiwane w procesie kwaśnej fermentacji ścieków lub osadów ściekowych.

Ze względu na konieczność zapewnienia źródła węgla także dla innych procesów zachodzących podczas oczyszczani ścieków (m.in. defosfatacja, denitryfikacja), problem ten powinien być rozpatrywany indywidualnie dla każdej oczyszczalni ścieków. Oprócz źródła węgla, czynnikami które mają wpływ na uzyskiwaną wydajność produkcji PHA, są odczyn oraz temperatura. Hassan i wsp. [15] wykazali, że produkcja PHA z kwasów tłuszczowych przy pH = 7, była prawie czterokrotnie większa niż przy pH = 3. Chua i wsp.[16] stwierdzili, że produkcja PHA była stymulowana, gdy zwiększono pH do wartości 8÷9. Generalizowanie nie jest jednak w tym przypadku zasadne, gdyż optymalna wartość pH związana jest ściśle z rodzajem substratu. Yogesh i wsp. [17], wykorzystując jako substrat ścieki z mleczarni, maksymalną produkcję PHA uzyskali przy wartości pH = 6. Optymalne pH zależy także od rodzaju mikroorganizmów. Przykładowo, Dadsena i wsp. [18] wykazali, że różne szczepy Streptomyces produkowały z tego samego substratu różne ilości PHA, w zależności od pH. I tak, w przypadku Streptomyces microflavus, optymalne pH było równe 5, podczas gdy np. dla Streptomyces cyaneus było równe 6. Optymalne pH powinno być eksperymentalnie wyznaczone dla każdej instalacji ze względu na różnorodność wykorzystywanych substratów oraz biomasy bakteryjnej bytującej w ściekach.

Uwzględniając powyższe, wytwarzanie polihydroksyalkanianów w oczyszczalniach ścieków dobrze wpisuje się w światowy trend gospodarki o obiegu zamkniętym, pozwalając na odzysk ze ścieków i osadów produktu generującego zysk [11].

Metody pozyskiwania i zagęszczenia biomasy kumulującej PHA

Problem zbyt niskiego stężenia biomasy mikroorganizmów kumulujących PHA rozwiązywany jest zazwyczaj przez ich namnażanie w warunkach łatwego dostępu do substratu. Jako materiał biologiczny stanowiący zaczątek hodowli można wykorzystać między innymi bytujące w ściekach mieszane kultury bakteryjne [11]. Morgan-Sagatsume i wsp. [12] wskazują, że gdy źródłem węgla były octany, komórki bakteryjne były w stanie kumulować PHA w ilości do 34% masy. Zwykle udział biopolimerów w osadzie czynnym jest mniejszy. Takabatake i wsp. [19] wskazali, że średnio udział ten wynosi ok. 19%, lecz może mieścić się w zakresie 6÷29,5%.

Przykładowy układ do pozyskiwania PHA w oczyszczalni ścieków przedstawiono na rys. 1 [11]. W układzie tym jako materiał zaszczepiający wykorzystywane są mikroorganizmy pobrane z komory osadu czynnego. Są one namnażane w bocznym ciągu technologicznym oczyszczalni ścieków. Jako źródło węgla dla bakterii kumulujących PHA (mieszane kultury bakteryjne) wykorzystywane są lotne kwasy tłuszczowe generowane w fermentorze, w którym substratem są surowe osady ściekowe. Biomasa zawierająca zakumulowane PHA kierowana jest do separatora, w którym oddzielana jest od cieczy osadowej. Zagęszczona biomasa ekstrahowana jest następnie przy pomocy ekstrahenta, którym może być np. węglan propylenu.

Następnie ponownie jest filtrowana i poddawana ekstrakcji acetonem. Ekstrahenty są odzyskiwane w specjalnej instalacji, co zmniejsza koszty. Wstępnie przefermentowane osady surowe, a także osady odpadowe z procesu pozyskiwania PHA, są poddawane fermentacji metanowej w celu odzysku biogazu. Ilość uzyskiwanego biogazu, ze względu na zmniejszenie dostępności węgla organicznego (część LKT wykorzystywana jest do namnażania biomasy akumulującej PHA), jest mniejsza o około 5÷60% w porównaniu do konwencjonalnego układu gospodarki osadowej, w którym powstające osady poddawane są wyłącznie fermentacji metanowej.

Metody separacji i oczyszczania PHA z osadu czynnego

Jak pokazano na rys. 1, po pozyskaniu biomasy bogatej w PHA niezbędne jest wyekstrahowanie tych związków z komórek mikroorganizmów. Etap ekstrakcji może, ale nie musi, być poprzedzony wstępną obróbką biomasy bakteryjnej. Obróbka ta może polegać np. na wymrażaniu, wysalaniu, działaniu ultradźwiękami lub podgrzewaniu biomasy [20]. Ma to na celu przede wszystkim uszkodzenie komórek bakteryjnych i ułatwienie ekstrakcji znajdujących się wewnątrz PHA.

Wykorzystanie tego rodzaju procesów nie wymaga wprowadzania dodatkowych odczynników, lecz podraża koszty prowadzenia procesu [21].

Sama tzw. ekstrakcja prowadzona może być z wykorzystaniem rozpuszczalników, poprzez wykorzystanie oddziaływania surfaktantami lub podchlorynem sodu. Ekstrakcję w tym przypadku należy rozumieć jako wyodrębnienie PHA z komórek biomasy do cieczy lepiej rozpuszczającej te związki [20]. Jako rozpuszczalniki mogą znaleźć zastosowanie m.in. węglan propylenu lub etylenu. Wyekstrahowane PHB są następnie wydzielane z roztworu przez odparowanie rozpuszczalnika, bądź też wytrącane w innej cieczy, niebędącej rozpuszczalnikiem [20]. Jako ekstrahenty mogą znaleźć zastosowanie także chloropropany i chloroetany, diole (np. 1,2-propanodiol, acetalizowane triole, estry kwasów dwu- i trójkarboksylowych (np. bursztynian dietylu) [20, 22].

Prowadzone były także badania wykorzystania jako ekstrahenta chlorku metylenu. Ekstrakcja tymi czynnikami jest przeprowadzana zazwyczaj w podwyższonej temperaturze, 110÷140°C, ale stosowano także układy niewymagające podwyższonej temperatury, a uzyskiwany produkt charakteryzuje się stopniem czystości w granicach 90÷99,7% [20].

Surfaktantem, który znajduje zastosowanie w oczyszczaniu biomasy, jest m.in. dodecylosiarczan sodu. W tym przypadku ekstrakcja pozwala na odzyskanie ok. 95% PHA. Wykorzystanie podchlorynu sodu pozwala odzyskać 86÷94% PHA z biomasy, ale możliwe jest uzyskanie produktu o czystości do 99%. Metody ekstrakcji są udoskonalane, a ich wybór zależy nie tylko od stopnia odzysku, ale także od innych czynników, takich jak rodzaj PHA, możliwość odzysku ekstrahenta itp. [20]. Ekstrakcja podchlorynem sodu może być połączona z ekstrakcją acetonem lub wspomagana wykorzystaniem surfaktantów. W przypadku połączenia ekstrakcji podchlorynem sodu w połączeniu z acetonem, PHA wyekstrahowane z komórek są kumulowane w warstwie acetonu, który dobrze oddziela się od podchlorynu oraz warstwy biomasy, z której wyekstrahowano PHA. W tym rozwiązaniu PHA mogą być oddzielone z układu poprzez wytrącenie i filtrację [11, 20].

Wykorzystanie ekstrakcji rozpuszczalnikowej jest technologią efektywną, lecz mało przyjazną dla środowiska, wiąże się z dużymi kosztami inwestycyjnymi i operacyjnymi oraz stosunkowo długim czasem wymywania PHA. Pozwala jednak na uzyskanie produktu o dużej czystości. Zastosowanie surfaktantów pozwala na uzyskanie produktu niższej jakości, ponadto problemem jest oddzielenie surfaktantu od cieczy osadowych i konieczność jego oczyszczenia w układzie technologicznym oczyszczalni. Wykorzystanie podchlorynu sodu w połączeniu z wykorzystaniem surfaktantów lub rozpuszczalników pozwala na szybkie i efektywne usunięcie PHA z komórek, pozostaje jednak problem związany z koniecznością degradacji pozostałości po procesie ekstrakcji [21].

Rynek zbytu na PHA

Obecnie biopolimery znajdują zastosowanie w pięciu głównych obszarach: przemyśle opakowaniowym (do wytwarzania reklamówek, butelek, folii opakowaniowych), przemyśle włókienniczym (do wytwarzania włókien), do wytwarzania zabawek itp. produktów, w przemyśle medycznym oraz rolnictwie [6].

Za główne bariery wprowadzania tworzyw sztucznych na bazie biopolimerów w chwili obecnej uważa się, oprócz wyższych kosztów produkcji w porównaniu z wytwarzanymi na bazie ropy naftowej, także problemy z uzyskaniem stabilnych właściwości mechanicznych tego rodzaju produktów oraz problemy z uzyskaniem stabilnego składu biopolimerów w przypadku wykorzystywania jako substratu ścieków (zmienność składu substratu) [23].

Barierą we wprowadzeniu tego rodzaju produktów na rynek jest także fakt niedostatecznego przygotowania odbiorcy (konsumenta) do wykorzystywania produktów wykorzystywanych z biopolimerów. Konsumenci nie odróżniają tworzyw biopolimerowych od tych wytwarzanych z ropy naftowej. Z tego powodu konieczne jest prowadzenie odpowiedniej kampanii informacyjnej zwiększającej świadomość konsumentów w tym zakresie. Niezbędne jest także wypracowanie odpowiednich, zunifikowanych metod oznaczania produktów wytwarzanych z tego typu produktów, tak, aby umożliwić konsumentom świadomy wybór [6].

Rozpatrując cały cykl życia produktów wytwarzanych na bazie biopolimerów można także zauważyć, że na chwilę obecną nie są opracowane procedury i technologie przetwarzania odpadów biopolimerowych.

W 2015 r. uruchomiono pilotażową instalację wytwarzania PHA w oczyszczalni ścieków w Bath (Holandia) [24]. Początkowo wytwarzała ona 1 kg PHA w ciągu tygodnia, jednak w planach jest przeskalowanie jej na produkcję 2000 ton rocznie. Od 2010 roku działa także pilotażowa instalacja do wytwarzania PHA w oczyszczalni ścieków w Brukseli. Szacuje się, że w przypadku wybudowania instalacji do produkcji PHA w skali technicznej, instalacja ta mogłaby wytwarzać ok. 20 tys. ton biopolimerów rocznie [25]. Pilotażową instalację do wytwarzania PHA wybudowano także w Chinach w oczyszczalni ścieków Wuxi [26]. Mobilna wersja instalacji pilotażowej została także uruchomiona w oczyszczalni ścieków w Lund (Szwecja). Instalacje te pracują w oparciu o technologię CellaTM zastrzeżoną przez firmę Veolia. Według danych tej firmy pierwsza instalacja w skali technicznej o wydajności ok. 2000÷5000 ton rocznie ma zostać uruchomiona do 2021 r. [27]. Pilotażową instalację do produkcji PHA zainstalowano także w oczyszczalni ścieków w Treviso we Włoszech [28].

Podsumowanie

Wytwarzanie PHA w oczyszczalniach ścieków, jako element zrównoważonej gospodarki o obiegu zamkniętym, jest rozwiązaniem przyszłościowym. Do zalet tego rozwiązania zaliczyć można przede wszystkim to, że zmniejsza się tym sposobem ilość osadów stabilizowanych i zagospodarowywanych konwencjonalnymi metodami i wykorzystuje się ciecze osadowe (przyrost biomasy wymaga nie tylko zapewnienia źródła węgla, ale także związków biogennych). Możliwe jest także pozyskanie środków ze sprzedaży powstających biopolimerów.

Do wad, na które należy zwrócić uwagę, zaliczyć można zmianę bilansu związków organicznych w oczyszczalni, a także zmniejszenie ilości wytwarzanego biogazu, wskutek wykorzystania części lotnych kwasów tłuszczowych do generowania biopolimerów. Obniżenie ilości wytwarzanego biogazu może sięgać 50÷65% w porównaniu do konwencjonalnego rozwiązania stabilizacji osadów ściekowych w procesie fermentacji metanowej.

Istotnym problemem, który może wystąpić w oczyszczalni ścieków, jest obecność w ściekach i osadach ściekowych toksycznych mikrozanieczyszczeń, które mogą oddzielać się częściowo wraz z PHA.

Pomimo wskazanych wad, wytwarzanie biopolimerów w oczyszczalniach należy uznać za rozwiązanie, które coraz częściej znajdować będzie zastosowanie jako element gospodarki o obiegu zamkniętym. Obecnie następuje przewartościowanie roli oczyszczalni w obiegu substratów i produktów. Oczyszczalnie przestają być instalacjami, których głównym zadaniem jest oczyszczenie ścieków w stopniu pozwalającym na odprowadzenie ścieków oczyszczonych do odbiorników, a stają się coraz częściej miejscami, w których efektywnie odzyskiwane są ze ścieków materiały i substraty. Projektowanie i eksploatacja tego typu instalacji wymaga zaawansowanej wiedzy technologicznej, dostosowana musi być do warunków lokalnych, ale stanowi niewątpliwie interesującą alternatywę dla obecnie stosowanych rozwiązań.

Literatura

[1] https://www.plasticseurope.org/pl/resources/publications/619-plastics-facts-2018, Plastics-The Facts 2018. Plastics Europe.
[2] Nocoń W., Moraczewska-Majkut K., Wiśniowska E., Pałka M., Mikroplastik w wodzie – stopień zanieczyszczenia i zagrożenia związane z obecnością tych mikrozanieczyszczeń, Technologia Wody, 60, 4, 2018, 24-29.
[3] Chamas A., Moon H., Zheng J., Qiu Y., Tabassum T., Jang J., Abu-Omar M., Scott S.L., Suh S., Degradation rates of plastics in the environment, ACS Sustainable Chem. Eng., 8, 9, 2020, 3494-3511.
[4] Müller R.-J.; Kleeberg I.; Deckwer W.-D. Biodegradation of polyesters containing aromatic constituents. J. Biotechnol. 86, 2001, 87–95.
[5] Kurcok P., Kawalec M., Sobota M., Michalak M., Kwiecień M. Jurczyk S., Polihydroksyalkaniany-zastosowanie i recykling, Polimery, 62, 5, 2017, 364-370.
[6] Liu F., Li J., Zhang X., Bioplastic production from wastewater sludge and application, The 5th International Conference on Water Resource and Environment (WRE 2019), IOP Conf. Series, Earth and Environmental Science, 344, 2019, 012071.
[7] docs.european-bioplastics.org/publications/EUBP_Facts_and_figures.pdf.
[8] Cesário M.T.F., Dias de Almeida M.C.M., Lignocellulosic Hydrolysates for the production of polyhydroxyalkanoates, in: Kamm B. (Eds.), Microorganisms in Biorefineries, Microbiology Monographs, Springer-Verlag, Berlin Heilderberg 2015.
[9] López-Gómez J.P., Pérez-Rivero C., Cellular systems, in: Moo-Young M., Comprehensive Biotechnology, vol. 1. Scientific Fundamentals of Biotechnology, Elsevier B.V. 2019.
[10] Braunegg G., Bona R., Schellauf F., Wallner E., Polyhydroxyalkanoates (PHAs): sustainable biopolyester production, Polimery, 47, 7-8, 2002, 479-484.
[11] Menin L., Perrault A., Smith S.R. (2017) Feasibility of biopolymer production in wastewater treatment compared to standard energy recovery practices from sewage sludge anaerobic digestion, IWA Specialist Conference on Sludge Management SludgeTech, https://www.researchgate.net/publication/328901773_Feasibility_of_biopolymer_production_in_wastewater_treatment_compared_to _standard_energy_recovery_practices_from_sewage_sludge_anaerobic_digestion.
[12] Morgan-Sagastume, F., Hjort, M., Cirne, D., Gérardin, F., Lacroix, S., Gaval, G., Karabegovic, L., Alexandersson, T., Johansson, P., Karlsson, A., Bengtsson, S., Arcos-Hernández, M. V., Magnusson, P., Werker, A., Integrated production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) with municipal wastewater and sludge treatment at pilot scale. Bioresource Technology, 181, 2015, 78-89.
[13] Grothe, E.; Moo-Young, M.; Chisti, Y. Fermentation optimization for the production of poly(_-hydroxybutyric acid) microbial thermoplastic. Enzym. Microb. Technol. 25, 1999, 132–141.
[14] Bengtsson S., Werker A., Christensson M., Welander T., Production of polyhydroxyalkanoates by activated sludge treating a paper mill wastewater, Bioresource Technology, 99, 3, 2008, 509-516.
[15] Hassan M.A., Shirai Y., Kusubayashi N., Abdul Karim M. I., Nakanishi K., Hashimoto K., Effect of formic acid on the yield of bioplastics from palm oil effluent, in: Greenfield P.F., Liu C.Y., Tay J.H., Lu G.Q., Lua A.C., Toh K.C. (Eds.), Sustainable Energy and Environmental technology, Proceednigs of the Asia Pacific Conference, 19-21 June 1996, Singapore, pp. 155 – 164.
[16] Chua A.S., Takabatake H., Satoh H., Mino T., Production of polyhydroxyalkanoates (PHA) by activated sludge treating municipal wastewater: effect of pH, sludge retention time (SRT), and acetate concentration in influent, Water Research, 37, 15, 2003, 3602-3611.
[17] Yogesh S., Nirmal Kumar G., Saravanakumar P., Dhayananth N., Ramesh Babu N.G., Effect of pH and Temperature on synthesis of polyhydroxyalkanoates from dairy wastewater, International Journal of Engineernig Research and Technology, 3, 1, 2014, 1081-1086.
[18] Dadsena K.K., Kalyani G., Singh-Baikuntha R., Effect of pH on PHA Production from different Streptomyces Species, Iternational Journal of Research in Applied Natural and Social Sciences, 4, 5, 2016, 67-72.
[19] Takabatake H. Sato H., Sato T., Mino T., Matsuo T., PHA (polyhydroxyalkanoate) production potential of activated sludge treating wastewater., Water Science & Technology, 45, 12, 2002, 119-126.
[20] Jacquel N., Lo C., Wei Y., Wu H., Wang S., Isolation and purification of bacterial poly(3-hydroxyalkanoates), Biochemical Engineering Journal, 39, 2008, 15-27.
[21] Kunasundari B., Sudesh K., Isolation and recovery of microbial polyhydroxyalkanoates, eXPRESS Polymer Letters, 5, 7, 2011, 620–634.
[22] Traussnig H., Kloimstein E., Kroath H., Estermann R., Extracting agents for poly-d(-)-3-hydroxybutyric acid, U.S. Patent 4,968,611, 1990.
[23] Bugnicourt E., Cinelli P., Lazzeri A., Alvarez V., Polyhydroxyalkanoate (PHA): Review of synthesis, characteristics, processing and potential applications in packaging, eXPRESS Polymer Letters, 8, 11, 2014, 791–808.
[24] The world’s first bioplastics from sewage, Bioplastics Magazine, 6, 2015, 32-33.
[25] https://www.sirris.be/nl/node/47116.
[26] Mosquera-Corral A., Carvalho G., Fra-Vázquez A., Ntaikou I., Oleskowicz-Popiel P., Palmeiro-Sánchez T., Reis M., Suárez-Ojeda M.E., Chapter 18. Recovery of organic added value products from wastewater, in: Le,a J.M., Suarez S. (Eds.), Innovative Wastewater Treatment and Resource Recovery Technologies, IWA Publishing, London 2017.
[27] Alexandersson T. i in., PHARIO – A Full Scale/Pilot Scale Practical evaluation of regional biopolymer value chains built on residual management services. Report number: STOWA 2017-15, ISBN 978.90.5773.752.7.
[28] Valentino F.,MoretAnterrieu S., Arcos M., Bengtsson S., Degrazia G., Hjort M., Johansson P., Karlsson A., Karabegovic L., Magnusson P., Morgan F., Quadri L., Train E., Bruus J.,to G., Lorini L., Bolzonella D., Pavan P., Majone M., Pilot-scale polyhydroxyalkanoate production from combined treatment of organic fraction of municipal solid waste and sewage sludge, Ind. Eng. Chem. Res., 58, 27, 2019, 12149-12158.

dr hab. inż., prof. PCz Ewa Wiśniowska, prof. dr hab. inż. Maria Włodarczyk-Makuła
Politechnika Częstochowska, Katedra Inżynierii Środowiska

Źródło: Technologia Wody 3-4/2020