Woda staje się zdatna do ponownego wykorzystania dzięki innowacyjnym technologiom
Jest to istotne, gdyż należy spodziewać się, że w nadchodzących latach znacznie zwiększy się zapotrzebowanie na wodę. W rzeczywistości już teraz niemal 20 % ludzi na świecie doświadcza niedoboru wody, a sytuacja ta będzie się tylko pogarszać. Badacze z finansowanego ze środków UE projektu INCOVER zaproponowali rozwiązanie typu win-win, które oferuje szersze podejście do oczyszczania ścieków niż cele sanitarne, polegające na odzyskiwaniu bioproduktów oraz recyklingu wody.
Odzyskiwanie wartościowych produktów ze ścieków
„Rozwiązanie zaproponowane w ramach projektu INCOVER przekształca ścieki w wartościowe produkty zgodnie z ideą gospodarki o obiegu zamkniętym”, wyjaśnia koordynator projektu, Juan Antonio Alvarez Rodriguez. Naukowcy opracowali innowacyjne technologie do produkcji biomasy, fermentacji beztlenowej oraz odzyskiwania składników odżywczych i wody ze ścieków miejskich, przemysłowych i rolniczych. Bioplastik, w tym kompostowalne i ulegające rozpadowi w środowisku morskim polihydroksyalkaniany (PHA), wciąż nie może konkurować z konwencjonalnymi polimerami produkowanymi z paliw kopalnych głównie z powodu wysokich kosztów produkcji. Tymczasem technologia INCOVER wykorzystuje ścieki o dużej zawartości materii organicznej do produkcji dwutlenku węgla, który jest tanim podłożem dla populacji mikroalg i bakterii bez konieczności prowadzenia kosztownej dekontaminacji. Zdaniem Alvareza, „Innowacyjny proces produkcji PHA pozwala odzyskiwać 2,6 kg PHA dziennie z fototroficznych mikroalg i bakterii, które oczyszczają ścieki wytwarzane przez gospodarstwa domowe, a także inne rodzaje ścieków o dużej zawartości materii organicznej. Przy wydajności ekstrakcji PHA wynoszącej 85 % oczyszczalnie mogą spodziewać się zysków na poziomie 1,06 euro na każdy metr sześcienny ścieków”. Tym sposobem przemysł tworzyw sztucznych może w sposób opłacalny pozyskiwać PHA, których produkcja jest zrównoważona i przyjazna dla środowiska. Innym rozwiązaniem zaproponowanym przez INCOVER jest opłacalna i przyjazna dla środowiska technologia oczyszczania biogazu, która pozwala spełniać coraz surowsze regulacje obowiązujące na świecie. „Technologia oczyszczania biogazu dostarcza dziennie osiem metrów sześciennych wysokiej jakości biometanu odpowiedniego do zastosowania w instalacjach gazu ziemnego lub jako biopaliwa do pojazdów”, mówi Alvarez. Tak otrzymany biometan może być także wykorzystany do zasilania samej oczyszczalni ścieków, znacząco rekompensując koszty eksploatacji i zmniejszając ślad węglowy. Zużycie wody na potrzeby rolnictwa stanowi 38 % globalnego poboru wody słodkiej. Dlatego w ramach projektu opracowano również system ultrafiltracji i utleniania anodowego zasilany energią słoneczną. „Opłacalne systemy dezynfekujące INCOVER mogą dostarczyć dziennie 10 metrów sześciennych niezanieczyszczonej drobnoustrojami chorobotwórczymi wody odpadowej odpowiedniej do irygacji i wykorzystania w przemyśle”, wyjaśnia Alvarez. Oprócz technologii otrzymywania PHA i biometanu oraz oczyszczania wody badacze zaprojektowali również procesy odzyskiwania dziennie 30 kg kwasów organicznych, na które popyt w przemyśle jest wysoki, oraz 60–70 % fosforu i azotu do wykorzystania bezpośrednio jako nawóz ekologiczny. Wszystkie te technologie o wysokiej wartości dodanej zostały zademonstrowane w skali rzeczywistej w trzech różnych oczyszczalniach.
Wsparcie działań wdrożeniowych
Pragnąc udzielić władzom i podmiotom zarządzającym oczyszczalniami ścieków wsparcia w wyborze odpowiednich technologii oraz zapoczątkować dyskusję na temat rozpowszechnienia nowego rozwiązania, twórcy projektu INCOVER opracowali dostosowany do potrzeb technologii system wspomagania decyzji oparty na ocenie zrównoważonego rozwoju cyklu życia (LCSA). Oczekuje się, że technologie i produkty INCOVER zmniejszą całkowite koszty eksploatacji i konserwacji miejskich i przemysłowych oczyszczalni ścieków przynajmniej o połowę. Twórcy projektu zaprezentowali technologie INCOVER podczas 101 wydarzeń i opublikowali 73 komunikaty prasowe. Projekt cieszy się międzynarodowym uznaniem, a technologia INCOVER otrzymała pierwszą nagrodę w konkursie Water Industry Award w kategorii dla najlepszej inicjatywy 2018 roku dotyczącej odzyskiwania zasobów i osadów ściekowych, a także została jednym z 10 zwycięzców w konkursie POWER Idea Contest for Sustainable Communities w 2019 roku. Innowacyjne procesy i produkty INCOVER z pewnością przyczynią się do pełnego wdrożenia zasad gospodarki o obiegu zamkniętym do branży oczyszczania ścieków w pełni wykorzystując jej potencjał.
Słowa kluczowe
INCOVER, ścieki, woda, polihydroksyalkaniany (PHA), biometan, mikroalgi, bakterie, gospodarka o obiegu zamkniętym, rolniczy, węgiel, irygacja, nawóz ekologiczny