Naujovės nuotekų valymo srityje Kauno technologijos universitete: nuo išmaniųjų sistemų iki pažangių hibridinių technologijų
Nuotekų valymo efektyvumas yra vienas svarbiausių aplinkosaugos iššūkių šiuolaikiniame pasaulyje. Europos Sąjungoje ir visame pasaulyje vis daugiau dėmesio skiriama kokybiškam nuotekų valymui. Lietuvoje šiai dienai yra apie 70 000 individualių buitinių nuotekų valymo įrenginių (BNVI), skirtų vienos ar kelių šeimų, nedidelių gyventojų grupių aptarnavimui. Šiame kontekste Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkai aktyviai prisideda prie pažangių sprendimų kūrimo, siekdami ne tik gerinti nuotekų valymo kokybę, bet ir plėtoti tvarias aplinkosaugos technologijas.
Išmaniųjų BNVI monitoringo sistemų kūrimas
Kauno technologijos universiteto (KTU) Cheminės technologijos fakulteto (CTF) ir Informatikos fakulteto mokslininkai, bendradarbiaudami su UAB „Vandenvala“, įgyvendina projektą „BNVĮ IŠMANIOSIOS MONITORINGO SISTEMOS SUKŪRIMAS“. Šio projekto metu kuriama moderni individualių BNVI monitoringo sistema. Šis inovatyvus sprendimas leis efektyviai stebėti ir valdyti BNVI priežiūrą, užtikrinant optimalų įrenginių veikimą, laiku atliekamą aptarnavimą ir aplinkos taršos prevenciją. Projektas įgyvendinamas pagal 2022-2030 metų plėtros programos valdytojos Lietuvos Respublikos ekonomikos ir inovacijų ministerijos ekonomikos transformacijos ir konkurencingumo plėtros programos pažangos priemonę. Sistema apjungia BNVI veikimo parametrų stebėjimo jutiklių modulį ir programinę įrangą duomenų surinkimui, apdorojimui ir perdavimui. Toks išmanusis požiūris leidžia ne tik operatyviai reaguoti į galimus gedimus ar nukrypimus nuo normos, bet ir optimizuoti įrenginių eksploataciją, mažinant energijos sąnaudas ir techninės priežiūros kaštus.
Inovatyvios technologijos aktyviojo dumblo panaudojimui
Viena iš KTU mokslininkų plėtojamų technologijų skirta nuotekų valymui, pasitelkiant ypatingą, gerai sėdantį, veiklumą ir aktyvumą pasižymintį dumblą, kuris efektyviai skaido teršalus. Tokiu nuotekų valymo būdu galima pasiekti gerų rezultatų. Technologija unikali tuo, kad buvo panaudotas veikliojo dumblo specialiosios indikacijos kokybės palaikymui, metodas, kuris iki tol tokiomis sąlygomis nebuvo taikytas. Anksčiau kitų projektuotojų atlikta įrenginių rekonstrukcija ir nuotekų kokybės pakitimai neužtikrino reikiamo valymo efektyvumo, tad valymo įmonė kreipėsi į mokslininkus. Sprendimas naudoti biotechnologinį modifikavimą, atsisakant dezinfekcijos, kuri būtų stipriai pristabdžiusi įrenginio darbą ir sumažinusi jo efektyvumą, pasiteisino.
Šiuo metu prie technologijos modifikavimo dirba Kėdainių nuotekų valyklos specialistai, atliekantys reikiamas chemines analizes ir padedantys palaikyti nuolatinį „pilotinių“ įrenginių darbą. Darbai vyksta jau daugiau kaip metus ir numatoma juos tęsti dar tiek pat laiko, nes biotechnologinių procesų modifikavimas yra laikui imlus procesas. Ši technologija tinkama vidutiniškai užterštoms pramoninėms ir stipriai užterštoms buitinėms nuotekoms valyti. Nors prognozuoti technologijos plėtrą sudėtinga, ypač atsižvelgiant į galimus kritinius veiksnius, tokius kaip biodujų gamybos grandies įvedimas ar grąžinamo dumblo vandens, turinčio dideles anaerobinių bakterijų koncentracijas, neįvertinimas, ši technologija išlieka unikali ir efektyvi, nereikalaujanti papildomų, brangiai kainuojančių priemonių. Mokslinėje literatūroje kol kas nėra užfiksuotų analogiškų atvejų.
Kova su "amžinaisiais teršalais": PFAS ir naujos valymo technologijos
Didėjantis komfortas gyventi pasaulyje neigiamas žmogaus veiklos pasekmes daro vis akivaizdesnes, o grėsmių planetai daugėja. Viena iš tokių grėsmių - per- ir poli-fluoralkilintos medžiagos (PFAS), vadinami „amžinaisiais teršalais“, kurie kelia nuolatinį pavojų gamtos ekosistemoms ir žmonių sveikatai. Šios medžiagos, dėl ypač stiprios fluoro-anglies jungties, pasižymi išskirtiniu atsparumu karščiui, riebalams, purvui ir vandeniui. Dėl šių savybių PFAS plačiai naudojamos įvairiuose gaminiuose: nuo maisto pakuočių ir neperšlampančių drabužių iki kosmetikos ir namų apyvokos daiktų. Tačiau jų stabilumas aplinkoje tampa didžiausia problema, nes jos nesuyra ir kaupiasi dirvožemyje, vandenyje bei gyvuose organizmuose, o patekusios į žmogaus organizmą gali sukelti rimtų sveikatos problemų.
„Forever Chemicals“ PFAS, PFOA, PFOS, BPA – aiškiai paaiškinta
Europos Parlamentas, atnaujindamas Miesto nuotekų valymo direktyvą, didelį dėmesį skiria aktualiausioms vandens taršos problemoms spręsti, įtraukiant PFAS stebėseną ir reikalaujant diegti papildomas nuotekų valymo sistemas mikroteršalams šalinti. KTU mokslininkė Inga Urniežaitė pabrėžia, kad dėl didelio PFAS stabilumo ir juose esančio fluoro, šių teršalų skaidymas tampa ypatingu iššūkiu. Todėl naujų technologijų vandens valymui vystymas yra prioritetinė veikla.
Hibridinės technologijos pažangiam vandens valymui
KTU Aplinkosaugos inžinerijos katedros mokslininkai aktyviai testuoja hibridinę pažangiosios oksidacijos ir sorbcijos biologiškai aktyviu adsorbentu sistemą. Ši sistema leidžia pasiekti labai aukštą užteršto vandens išvalymo efektyvumą, ypač tuomet, kai tradiciniai valymo būdai yra nepajėgūs susidoroti su patvariais teršalais. Šiltnamių ūkiuose, kur drėkinimui naudojamas vanduo iš paviršinių vandens telkinių, toks užterštumas yra dažnas reiškinys.
Hibridinė sistema veikia dviem etapais. Pirmajame etape užterštas vanduo valomas integruojant ozonavimą su fotokatalize. Antrajame etape vanduo patenka į biologiškai aktyvios anglies reaktorių. Jame aktyvioji anglis kartu su vandens teršalus skaidančiais mikroorganizmais sudaro efektyviai veikiančią sistemą. Mikroorganizmai, prisitvirtinę prie aktyviosios anglies paviršiaus, sudaro bioplėvelę ir skaido vandenyje esančius teršalus. Ši technologija prisideda prie Europos žaliojo kurso strategijos įgyvendinimo ir sulaukia verslo dėmesio, nes gali būti nesunkiai adaptuojama pagal konkrečios pramonės šakos poreikius.
Tarptautinis bendradarbiavimas ir Kauno vandenų išbandymas
Lietuvoje taip pat įgyvendinamas į PFAS ir kitų mikroteršalų šalinimo iš nuotekų technologijos kūrimą orientuotas „Interreg Baltijos jūros regiono“ programos tarptautinis projektas EMPEREST. Projekto vykdymo metu kuriama technologija apjungia inovatyvius mikroteršalų šalinimo metodus - nuotekų ozonavimą ir filtravimą aktyvintomis anglimis. Vienas iš projekto partnerių - bendrovė „Kauno vandenys“ - išbandys sukurtos technologijos efektyvumą valant Kaune susidarančias nuotekas. Surinkta informacija bus tikslingai panaudota ruošiantis nuotekų valyklos išplėtimui ir diegiant papildomus valymo procesus efektyvesniam teršalų šalinimui. Tai taip pat suteikia galimybę studentams iš arti susipažinti su naujausių technologijų testavimu pramoniniame lygmenyje.
Asmeninė atsakomybė ir sąmoningas pasirinkimas
KTU mokslininkė I.Urniežaitė pabrėžia, kad, nors visiškai išvengti PFAS mūsų aplinkoje šiuo metu neįmanoma, kiekvienas galime imtis priemonių, kad sumažintume jų patekimą į aplinką ir savo namus. Tai apima produktų, pagamintų nenaudojant PFAS, rinkimąsi, atsisakymą nesvylančių keptuvių su PFAS junginiais, etikečių skaitymą, atsakingą maisto ir kitų produktų įsigijimą. Taip pat svarbu skatinti aplinkinius domėtis gaminių sudėtimi ir sąmoningai rinktis gaminius be PFAS. Tokiu būdu ne tik mažiname „amžinųjų teršalų“ poveikį aplinkai, bet ir atveriame kelią saugesnėms plataus vartojimo produktų alternatyvoms.
KTU mokslininkų darbai nuotekų valymo srityje, nuo išmaniųjų monitoringo sistemų iki pažangių hibridinių technologijų ir kovos su naujais teršalais, demonstruoja universiteto įsipareigojimą tvariai aplinkosaugai ir inovacijoms. Šie tyrimai ir technologijų plėtra yra svarbus žingsnis siekiant švaresnės ir sveikesnės aplinkos ateities kartoms.
