Pramoninių nuotekų valymo inovacijos Kauno technologijos universitete: nuo nikelio granuliavimo iki hibridinių sistemų
Kauno technologijos universitetas (KTU) aktyviai prisideda prie pažangių ir tvarių sprendimų plėtros pramoninių nuotekų valymo srityje. Tarp daugelio inovatyvių projektų ir tyrimų, ypatingą dėmesį skiriama tiek specifinių teršalų, tokių kaip sunkusis metalas nikelis, šalinimui, tiek visapusiškų hibridinių valymo sistemų kūrimui, galinčių efektyviai susidoroti su įvairiais, sunkiai suyrančiais teršalais. Šie moksliniai ieškojimai ne tik prisideda prie aplinkosauginių iššūkių sprendimo, bet ir atveria naujas galimybes vertingų medžiagų išgavimui bei prisideda prie Europos žaliojo kurso strategijos įgyvendinimo.
Nikelio išgavimas iš pramoninių nuotekų: Paulinos Bučinskaitės tyrimai
Neteisingai apdorotas ir į aplinką patekęs sunkusis metalas nikelis, be kurio šiandien neįsivaizduojama technologijų pramonė, daro žalą žmonių sveikatai ir ekosistemai. Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto (KTU CTF) Aplinkosaugos inžinerijos magistrantūros studentė Paulina Bučinskaitė savo tyrimais siekia spręsti šią problemą. Nikelis yra itin svarbus įvairioms reikmėms, pradedant galvaninių elementų dengimu, akumuliatorių gamyba ir baigiant lydinių pramone. Jo naudojimas yra būtinas pažangių technologijų vystymuisi, tačiau kartu kelia ir reikšmingų aplinkosauginių iššūkių.
Nikelis pramoninėse nuotekose atsiranda dėl gamybos procesų, kuriuose naudojami nikelio junginiai arba metaliniai komponentai. Jis gali patekti į nuotekas per metalų apdirbimo, cheminių reakcijų ar skalavimo procesus. P. Bučinskaitės teigimu, galimybė išgauti nikelį iš pramoninių atliekų padėtų spręsti itin jautrią šių dienų temą - švaraus geriamojo vandens išteklių mažėjimą.
„Išgaunant nikelį iš pramoninių nuotekų, cheminių procesų metu nikelis granuliuojamas, kad galėtų būti atnaujintas ir naudojamas pakartotinai. Taikant šį metodą, būtų optimizuojami nuotekų valymo procesai, sumažintas nikelio ir kitų sunkiųjų metalų patekimas į gamtinę aplinką ir išgaunamos vertingos medžiagos“, - sako P. Bučinskaitė. Ji pabrėžia, kad šiuo būdu išgavus nikelį, pagerėtų dirvožemio kokybė ir padidėtų žmonių sveikatos apsauga. Šis tyrimas jai yra ne tik mokslinis, bet ir socialinis prioritetas.
Šiuo metu P. Bučinskaitės tyrimai vykdomi laboratorijoje sukonstruotame modeliniame reaktoriuje, naudojant sintetines nuotekas, kurių sudėtis parinkta remiantis realių nuotekų sudėtimi. Visi atliekami tyrimai orientuoti į optimalių sąlygų - tinkamos terpės, reagentų santykių, nikelio fosfato granuliacijai parinkimą. Siekiama užtikrinti kuo efektyvesnį granulių formavimą ir nikelio pašalinimą iš nuotekų. „Kol kas laboratorijoje atliekamas granuliavimo procesas vyksta sėkmingai, o jo efektyvumo įvertinimui atliekami analitiniai tyrimai. Jų metu tiriama granulių sudėtis, stabilumas ir struktūra. Analizuojame, kaip cinkas ir geležis, kurie taip pat yra nuotekų sudėtyje, paveikia nikelio fosfato granuliaciją optimaliomis sąlygomis“, - pasakoja KTU magistrantė.
Prieš pusmetį tyrimų atlikti į Taivaną išvykusi P. Bučinskaitė jau ruošiasi grįžti į Lietuvą. Ji teigia, kad kelionė praplėtė tiek jos profesines žinias, tiek ir praktinius įgūdžius. Taivano Nacionaliniame Chung Hsing universitete ji mokosi taikyti įvairias analitines metodikas, naudoja pažangias laboratorines priemones ir gilina supratimą apie pramoninių nuotekų valymo technologijas. Per pusmetį ji susipažino ne tik su moksliniais tyrimais, bet ir su egzotiška Taivano kultūra, kitokiu požiūriu į mokslo procesus ir darbo organizavimo specifiką. Ypač jai įsiminė vietinių žmonių draugiškumas ir nuostabi gamta. Taip pat ji patyrė kelis taifūnus ir žemės drebėjimus, kurie tapo netikėtais, tačiau vertingais patyrimais.
Hibridinė pažangiosios oksidacijos ir sorbcijos sistema: naujas žvilgsnis į vandens valymą
Tradiciniai užteršto vandens valymo būdai, naudojami daugumoje nuotekų valymo sistemų, yra nepajėgūs susidoroti su patvariais į vandenį patenkančiais teršalais. Tokie teršalai, kaip ftalatai, farmaciniai preparatai ar pesticidai, aptinkami net buitinių nuotekų valyklų išvalytame vandenyje, daro neigiamą įtaką vandens ekosistemoms ir gali patekti į žmonių organizmus. Tai ypač aktualu šiltnamių ūkiams, kur drėkinimui naudojamas vanduo iš paviršinių telkinių. Todėl inovatyvūs užteršto vandens technologiniai sprendimai tampa ne tik pramonės, bet ir visos visuomenės prioritetu.
Džiugu, kad tokios sistemos kuriamos ir Lietuvoje. KTU Aplinkosaugos inžinerijos katedros mokslininkai aktyviai testuoja hibridinę pažangiosios oksidacijos ir sorbcijos biologiškai aktyviu adsorbentu sistemą. Ši technologija, pasiekusi aukštą technologinės parengties lygį, apima du pagrindinius etapus. Pirmajame etape užterštas vanduo valomas integruojant ozonavimą su fotokatalize. Šio proceso metu įvairūs organiniai teršalai per trumpą laiką suskaidomi iki smulkiamolekulinių junginių, kurie vėliau gali būti šalinami biologiniame reaktoriuje. Antrajame etape vanduo patenka į biologiškai aktyvios anglies reaktorių.
Šiame reaktoriuje aktyvioji anglis, kartu su vandens teršalus skaidančiais mikroorganizmais, sudaro itin efektyvią sistemą. Aktyvioji anglis adsorbuoja organinius junginius, taip sumažindama pirminę teršalų koncentraciją vandenyje. Tuo tarpu mikroorganizmai, prisitvirtinę prie aktyviosios anglies paviršiaus, sudaro bioplėvelę ir aktyviai skaido vandenyje esančius teršalus.
KTU Aplinkos inžinerijos doktorantas Simonas Misevičius, prisidėjęs prie šios technologijos vystymo, teigia, kad „tokia vandens valymo sistema gali būti lengvai pritaikoma tiek buitinių, tiek pramoninių nuotekų, užterštų sunkiai skaidomais organiniais junginiais, valymui.“
Ši pažangi hibridinė technologija buvo pristatyta visuomenei birželio 5 d. Vilniuje vykusiame „Žaliųjų idėjų festivalyje“. Renginyje prezidentas Gitanas Nausėda, Europos Komisijos viceprezidentas Fransas Timmermansas, Europos Komisijos narys Virginijus Sinkevičius ir kiti aukšti svečiai pasirašė „Žalios Lietuvos“ deklaraciją, įpareigojančią prisidėti prie šalies žalinimo ir kovos su klimato kaita. KTU vystomos technologijos tiesiogiai prisideda prie šių tikslų ir Europos žaliojo kurso strategijos įgyvendinimo. Technologija sulaukia vis didesnio verslo dėmesio dėl savo pritaikomumo skirtingoms pramonės šakoms, o bendradarbiaujant mokslui ir verslui, tikimasi greitos komercializacijos ir platesnio diegimo įmonėse.
„Actiflo® Turbo“ – geriausias skaidrintuvas – „Veolia Water Technologies UK“
Studentų mokymo ir mokslinių tyrimų sąsajos
Kauno technologijos universiteto Aplinkosaugos inžinerijos studijų programa ruošia specialistus, gebančius spręsti sudėtingus aplinkosaugos uždavinius. Kurso metu studentai įgyja žinių apie nuotekų sudėtį, fizinius, cheminius ir biocheminius procesus, vykstančius buitinėse, gamybinėse ir paviršinėse nuotekose. Jie susipažįsta su įvairiais nuotekų valymo metodais, intensyviomis ir ekstensyviomis technologijomis, bei mokosi projektuoti pirminio, antrinio ir tretinio valymo grandis.
Tarp analizuojamų temų yra buitinių, gamybinių ir paviršinių nuotekų fizikinės, cheminės ir bakteriologinės savybės, medžiagų apytakos procesai gamtiniuose vandenyse ir dirvožemyje, smėlio šalinimas, koaguliantų ir flokuliantų panaudojimas, nuotekų biologinis valymas veikliojo dumblo reaktoriuose ir biofiltruose, anaerobinis biologinis valymas, bei nuotekų valymas gamtinėmis sąlygomis. Taip pat nagrinėjama nuotekų dumblo sudėtis ir savybės.
Šios studijų programos pagrindas yra glaudus ryšys su moksliniais tyrimais. KTU mokslininkai ne tik kuria naujas technologijas, bet ir aktyviai įtraukia studentus į mokslinę veiklą. Pavyzdžiui, bendradarbiaujant su UAB „Vandenvala“, vykdomas projektas „BNVĮ IŠMANIOSIOS MONITORINGO SISTEMOS SUKŪRIMAS“. Šio projekto metu kuriama moderni individualių buitinių nuotekų valymo įrenginių (BNVI) monitoringo sistema, apjungiantis jutiklių modulius ir programinę įrangą. Šis inovatyvus sprendimas leis efektyviai stebėti ir valdyti BNVI priežiūrą, užtikrinant optimalų įrenginių veikimą ir aplinkos taršos prevenciją.
Toks mokslinių tyrimų ir studijų proceso integravimas užtikrina, kad KTU absolventai yra ne tik teorinių žinių turintys specialistai, bet ir praktinių įgūdžių, gebantys taikyti pažangiausius sprendimus realaus pasaulio iššūkiams įveikti.
tags: #pramoniniu #nuoteku #valymas #ktu #e
