Στον τομέα της επεξεργασίας αποβλήτων, τόσο η αερόβια όσο και η αναερόβια χώνευση διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη διαχείριση γεωργικών και αστικών αποβλήτων. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η ενσωμάτωση βιοφορέων μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω την αποτελεσματικότητα αυτών των συστημάτων χώνευσης. Για το σκοπό αυτό, η ερευνητική μας ομάδα έχει αναπτύξει καινοτόμους βιοφορείς χρησιμοποιώντας ζεόλιθους και διάφορα ανόργανα συνδετικά υλικά.

Επιδιώξαμε να συγκρίνουμε την απόδοσή τους με τους βιοφορείς που διατίθενται στο εμπόριο τόσο σε αερόβια όσο και σε αναερόβια συστήματα χώνευσης. Στην έρευνά μας, χρησιμοποιήσαμε δοκιμές βιοχημικού δυναμικού μεθανίου (Biomethane Potential, BMP) και αξιολογήσαμε διάφορες φυσικοχημικές παραμέτρους για να χαρακτηρίσουμε διεξοδικά την αποτελεσματικότητα των καινοτόμων βιοφορέων τόσο σε συστήματα αερόβιας, όσο και αναερόβιας χώνευσης.

Επιπλέον, προσδιορίσαμε την περιεκτικότητα των διαλυτών μικροβιακών προϊόντων (Soluble Microbial Products, SMP) και των εξωκυτταρικών πολυμερών ουσιών (Extracellular Polymeric Substances, EPS) στο συντιθέμενο βιοφίλμ και αναλύσαμε την προσκόλληση και το μέγεθος του σχηματιζόμενου βιοφίλμ. Για να αποκτήσουμε γνώσεις σχετικά με τις μικροβιακές κοινότητες που εμπλέκονται, πραγματοποιήσαμε αλληλούχιση 16S rRNA για να χαρακτηρίσουμε τα κρίσιμα μικροβιόμορφα. Μέσω της αυστηρής αξιολόγησης των αποτελεσμάτων των BMP, διαπιστώσαμε ότι ο συνδυασμός ζεόλιθου ZSM-5 με συνδετικό υλικό τον μπεντονίτη παρουσίασε αξιοσημείωτη απόδοση στην αερόβια χώνευση, ενώ ο ζεόλιθος ZSM-5 με συνδετικό υλικό τους νανοσωλήνες αλλοϋσίτη υπερείχε σε πειράματα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων.

Ειδικότερα, οι νέοι βιοφορείς εμφάνισαν διπλάσιες σχετικές συχνότητες αρχαίων όταν τοποθετήθηκαν σε αντιδραστήρες δέσμης AD και πάνω από 50% υψηλότερες συχνότητες πρωτεοβακτηρίων σε αντιδραστήρες επεξεργασίας λυμάτων (Wastewater Treatment, WWT), σε σύγκριση με τους εμπορικούς βιοφορείς. Τα ευρήματά μας αποκαλύπτουν ότι οι νεοσυντιθέμενοι βιοφορείς όχι μόνο επέδειξαν συγκρίσιμη αποτελεσματικότητα με τους εμπορικά διαθέσιμους, αλλά, σε ορισμένες περιπτώσεις, τους ξεπέρασαν κιόλας. Οι νέοι βιοφορείς παρουσίασαν σημαντικές βελτιώσεις τόσο στις αερόβιες όσο και στις αναερόβιες διεργασίες χώνευσης, σχηματίζοντας ισχυρά βιοφίλμ και εμφανίζοντας διακριτές υπογραφές μικροβιώματος.

Τα αποτελέσματα αυτά υπογραμμίζουν τη δυνατότητα των καινοτόμων βιοφορέων μας να φέρουν επανάσταση στις πρακτικές επεξεργασίας αποβλήτων και να συμβάλουν στη βελτίωση της βιωσιμότητας των συστημάτων διαχείρισης αποβλήτων.