Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary

intelligent Water Treatment Technologies for water preservation combined with simultaneous energy production and material recovery in energy intensive industries

Article Category

Article available in the following languages:

Innowacyjne rozwiązania zapobiegające marnotrawieniu wody w przemyśle

W ramach trzech studiów przypadków poświęconych produkcji energii, górnictwu i galwanizacji uczonym udało się zastosować liczne innowacje technologiczne umożliwiające ochronę zasobów wodnych.

Od kilku dziesięcioleci zużycie wody na całym świecie rośnie w tempie 1 % rocznie i trend ten prawdopodobnie się utrzyma. W Europie jednym z największych konsumentów wody jest przemysł, który odpowiada za ponad 30 % całkowitego zużycia. Woda jest potrzebna w działalności wielu branż i zakładów przemysłowych, a często wytwarzane przez nie ścieki są zanieczyszczone, stanowiąc zagrożenie dla środowiska. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu intelWATT na terenie Grecji, Hiszpanii i Niemczech badane są studia przypadków poświęcone zarówno wysokiemu zużyciu wody, jak i problemowi jej zanieczyszczenia. W tym celu testowany jest zestaw innowacji technologicznych mających zastosowanie w wielu różnorodnych gałęziach przemysłu.

Energetyka, górnictwo i galwanizacja jako obszary docelowe

Prace w projekcie skupiają się na trzech branżach, w których zapotrzebowanie na wodę jest wysokie. Przykładem jest produkcja energii oparta na chłodniach kominowych, które zużywają ogromne ilości słodkiej wody. Z kolei solanki przemysłowe, które powstają w kopalniach, stanowią surowiec o niewykorzystanym jak dotąd potencjale. I choć w procesie powlekania elektrolitycznego zużywa się mniej wody niż w niektórych gałęziach przemysłu, w tym przypadku zagrożeniem dla środowiska są ścieki bogate w metale. Jak zaznacza koordynator projektu Andreas Sapalidis z greckiego Narodowego Centrum Badań Naukowych „Demokritos”: „Głównym celem projektu intelWATT jest walidacja rozwiązań na ósmym poziomie gotowości technologicznej (TRL 8) – innowacyjnych i inteligentnych technologii uzdatniania wody łączących oszczędność wody z możliwościami odzyskiwania zasobów i przemiany energii w oparciu o koncepcję gospodarki o obiegu zamkniętym”. Pozostałością po parującej wodzie w chłodniach kominowych elektrowni są minerały. Woda jest tam używana do czyszczenia kominów z osadów w procesie tzw. odmulania. W związku z tym pierwsze studium przypadku w projekcie intelWATT będzie polegało na zastosowaniu recyklingu wody wykorzystywanej do odmulania z myślą o zmniejszeniu jej zużycia nawet o 99 %. Drugie studium przypadku koncentruje się na kopalniach przemysłowych, gdzie zespół zamierza odzyskiwać wodę i waloryzować solankę. W tym przypadku powstała instalacja pilotażowa służąca zademonstrowaniu działania metody zbierania energii z gradientu zasolenia i odzyskiwania dejonizowanej wody poprzez destylację membranową. Trzecie studium przypadku poświęcone jest z kolei rozwiązaniom umożliwiającym odzyskiwanie cennych elektrolitów i oszczędzanie wody w zakładzie galwanizacyjnym”. Celem jest odzyskanie ponad 85 % chromu i miedzi oraz 50 % niklu przy jednoczesnym zachowaniu co najmniej 95 % wody. Zespół projektu wykaże, że to możliwe dzięki instalacji pilotażowej na poziomie TRL 8.

Inteligentne technologie separacji wody

Sercem rozwiązań opracowanych w ramach projektu intelWATT są nowatorskie procesy oczyszczania ścieków i zastosowanie mechanizmów sztucznej inteligencji. Jak dodaje Sapalidis: „W projekcie intelWATT osiągnęliśmy znaczne postępy w szerokim zakresie dyscyplin, w szczególności w dziedzinie materiałów, inteligentnych czujników, modelowania, procesów i jednostek pilotażowych”. Wśród zaprojektowanych materiałów znajduje się kilka rodzajów membran stosowanych na potrzeby filtracji, destylacji, odwróconej osmozy i elektrodializy. Ten zbiór materiałów obejmuje membrany na bazie grafenu, który jest nowością, jeśli chodzi o procesy separacji. Opracowanie inteligentnych czujników pozwala na lepszą komunikację i bezpieczną transmisję danych. Wśród pozostałych inteligentnych technologii warto wymienić algorytmy uczenia maszynowego, które ulepszają modelowanie predykcyjne, a także inteligentne monitorowanie, które ma zmniejszyć zapotrzebowanie na energię o 30 %. Uzyskane przez zespół postępy w zakresie metod uzdatniania wody, takich jak odwrócona osmoza, odwrócona elektrodializa i krystalizacja na powierzchni membrany, umożliwiają pozyskiwanie energii i odzyskiwanie materiałów w procesie oczyszczania ścieków. Przeprowadzenie badań pilotażowych opartych na technologii sztucznej inteligencji umożliwiło uczonym opracowanie wielu narzędzi i procesów na potrzeby gospodarki wodnej. Szczególnie zachęcający jest fakt, że rozwiązania testowane w ramach studiów przypadków projektu intelWATT są na wysokim poziomie gotowości technologicznej, co stwarza możliwość szybkiego przyjęcia przez zainteresowane podmioty z sektorów przemysłowych oraz przyspiesza rozwój gospodarki o obiegu zamkniętym w całej Europie. Wkład projektu w oszczędzanie wody i odzyskiwanie zasobów jest znaczący, dzięki czemu pomoże Europie chronić jeden z jej najcenniejszych zasobów – wodę.

Słowa kluczowe

intelWATT, galwanizacja, ścieki, produkcja energii, górnictwo, odwrócona osmoza, oszczędzanie wody słodkiej, technologie separacji, energia z gradientu zasolenia, inteligentne rozwiązania, przemysł przetwórczy

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania