Projekti / Programi
Razvoj novih tehnologij za ločevanje in čiščenje črne ter sive vode
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.02.09 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
Tehnika za varstvo okolja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P305 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kemija okolja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.04 |
Tehniške in tehnološke vede |
Kemijsko inženirstvo |
zapiranje snovnih tokov, ničelni odtis, kroženje hranil, sanitarne tehnike, čiščenje vode, kompostiranje, ločevanje vode na izvoru, črna voda, siva voda, ocena tveganja za zdravje, javno zdravje
Raziskovalci (21)
Organizacije (4)
Povzetek
Predstavitev problema
Trenutno stanje na področju čiščenja komunalnih odpadnih vod je čiščenje mešanice odpadne vode iz stranišč, kuhinje in kopalnice na skupni komunalni čistilni napravi (ČN) brez vidika zapiranja snovnih tokov. Očiščene vode so izpuščene v vodna telesa brez možnosti ponovne uporabe. Organske snovi, ki prevladujejo v komunalnih odpadnih vodah, se na klasičnih ČN razgradijo do dušika in fosforja in povzročajo onesnaževanje vodnih teles in nepovratno odlaganje fosforja v sedimentih stoječih voda. Z naraščajočo urbanizacijo naraščajo pritiski na oskrbo s pitno vodo in na pridelavo hrane, kar vodi v razvoj različnih tehnologij za ločevanje komunalnih odpadnih voda na črno, sivo in rumeno vodo za potrebe ponovne uporabe vode in pridobivanje novih virov gnojil za pridelavo hrane.
Cilji raziskave
V okviru predstavljenega projekta bomo razvijali inovativni, kompaktni sistem za ločeno čiščenje odpadnih voda iz sanitarij, v katerem se očiščena siva voda (voda iz umivalnikov) ponovno uporabi za splakovanje stranišč, črna voda (feces+urin) pa se uporabi kot gnojilo v kmetijstvu. S tem se zmanjša poraba dragocene pitne vode za splakovanje stranišč, omogoča ponovna uporaba vode, vračanje hranil v tla in zmanjša onesnaževanje vodnih teles. Novo razvit sistem bo deloval po načelih zapiranja snovnih tokov, od zibke do zibke in brez ekoloških sledi ter po načelu, da feces in urin nista neuporaben odpadek, temveč dragocen vir snovi.
Izvirnost rezultatov
Rezultati predlaganega projekta izkazujejo visoko stopnjo znanstvene relevantnosti, odgovoriti bomo namreč poskušali na številna ključna vprašanja, ki jih znanstvena srenja še nima, saj so raziskave, ki vključujejo čiščenje ločenih odpadnih voda iz sanitarij posamične, delne ter ne vključujejo vidika ponovne uporabe sive in črne vode ter zdravstvenega vidika. V okviru projekta nameravamo preseči nivo razvoja večine novih sanitarnih tehnologij, ki so namenjene predvsem zmanjševanju negativnih vplivov komunalne odpadne vode na okolje.
Metode dela, organiziranost in izvedljivost projekta
V prvem delu projekta bomo ločeno razvijali posamezne dele (module) čistilnega sistema: modul za črno vodo, kompostni modul in modul za sivo vodo. Modul za črno vodo bo obsegal ločevanje tekoče in trdne faze črne vode s pomočjo filtriranja preko različnih mehanskih in organskih filtrov ter uparitev črne vode s pomočjo solarne energije. Kompostni modul bo obsegal kompostiranje trdne faze črne vode z namenom doseči visoko kvaliteten, higieniziran kompost. V okviru modula za sivo vodo bomo čistili sivo vodo z rastlinsko čistilno napravo. V drugem delu projekta bomo module intregrirali v enoten kompakten sanitarni sistem. Del raziskav bo namenjen zdravstvenemu vidiku. Prednost projekta je njegova visoka izvedljivost, saj je eksperimentalni sanitarni sistem z vso potrebno opremo za izvedbo raziskav že postavljen.
Relevantnost in vpliv rezultatov
Projekt bo na nacionalnem nivoju prispeval k promociji Nacionalnega akcijskega načrta za uresničevanje načel od zibke do zibke, katerega cilj je vzpostavitev ekonomije sklenjenih snovnih poti ter spodbujanje inovativnih ekoloških konceptov v Sloveniji ter k razvoju nove paradigme o celostnem pristopu pri razvoju inovativnih rešitev na področju ekološkega in sanitarnega inženirstva predvsem pri pretvorbah odpadkov v uporaben snovni ali energetski vir in pri spreminjanju odnosa do njihove ponovne uporabe. Projekt bo prispeval tudi k promociji koncepta snovno učinkovitih družb na mednarodni ravni in prehodu Slovenije v nizkoogljično družbo. Dodana vrednost projekta bo ozaveščanje širše populacije na vseh nivojih o pomembnosti snovno učinkovitih družb ter spodbujanje inovativnih ekoloških konceptov v Sloveniji, kar bo možno preko razširjanja rezultatov projekta in novo pridobljenega znanja.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati projekta izkazujejo visoko stopnjo znanstvene relevantnosti, saj smo v projektu odgovorili na številna ključna vprašanja, ki jih znanstvena srenja še ni imela. Projekt zajema področja: oskrba s pitno vodo, čiščenje odpadnih voda, kmetijstvo, kompostiranje, javno zdravje, energetika, kvaliteta vodnih virov, trajnostni razvoj ter združuje okoljsko, ekološko in sanitarno inženirstvo, agronomijo in javno zdravje v povezavi s kemijo, biologijo in mikrobiologijo – skozi vidik zapiranja snovnih tokov in koncepta od zibke do zibke. Projekt je omogočil pridobitev novih znanstvenih spoznanj, saj so raziskave ločevanja in čiščenja odpadnih voda iz sanitarij posamične, delne ter niso vključevale vidika ponovne uporabe SV) in pridobivanje komposta iz ČV ob upoštevanju zdravstvenega vidika. V okviru projekta smo presegli nivo razvoja večine novih sanitarnih tehnologij, ki so namenjene zmanjševanju negativnih vplivov komunalne odpadne vode na okolje, ki redko vključujejo vidik zapiranja snovnih tokov, uporabo končnih proizvodov in zdravstveni vidik. Projekt je prispeval k oblikovanju novih razvojnih smeri: urbano kmetijstvo, podnebno odporna naselja (adaptive, resilience, green cities), ekosistemske storitve, krožna ekonomija. Delo na projektu je prispevalo k razvoju znanosti in stroke na področju: 1. Okoljskega, ekološkega in sanitarnega inženirstva • Hidravlične raziskave in raziskave različnih organskih in strukturnih medijev vodijo do razvoja novih tehnologij za ločevanje in filtracijo ČV in kompostiranja (izločanje fosforja in dušika iz blata in vračanje na polja) • Pridobitev ključnih spoznanj o specifičnih lastnostih ČV in SV v primerjavi z komunalno vodo in s tem povezanih izzivov • Razvoj in optimizacija novih tehnologij čiščenja ČV in SV • Vpeljevanje koncepta zaključevanja snovnih tokov v slovensko in mednarodno raziskovalno sfero 2.Mikrobiologije • Pridobitev novih znanj o higieni skozi soodvisnost razgradnih procesov in poti patogenih mikroorganizmov ter zdravstvena tveganja končnih uporabnikov 3.Kemijske analitike • Razvoj novih analitskih in merilnih metod ter tehnik za spremljanje procesov oz. indentifikacijo ključnih parametrov razgradnjih procesov z možnostjo povratne kontrole za zagotavljanje optimalnih pogojev in učinkovitosti sistema, razvoj enostavnih analiznih tehnik 4.Agronomije • Razvoj novih vidikov pridobivanja in varne uporabe komposta ter vračanja hranil na polja, varna hrana • Razvoj novih možnosti za pridobivanje fosforja in zmanjševanje tveganja izrabe njegovih naravnih rezerv 5.Biologije • Izbor rastlinskih vrst za povečevanje fitoremediacije, fitoekstrakcije, evapotanspiracije in biomase kot dodane vrednosti, vpliv zasoljevanja na izbrane rastlinske vrste 6. Javnega zdravja • Razvoj novih tehnologij in naprav za dezinfekcijo vode in higienizacijo komposta • Razvoj novih vidikov vpliva zaključevanja snovnih tokov na zdravje ljudi (vzdrževalec, uporabnik)
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati raziskav prispevajo na nacionalnem nivoju k promociji Nacionalnega akcijskega načrta in zero waste koncepta za vzpostavitev ekonomije sklenjenih snovnih poti, zato doprinaša k prednostnim področjem S4 Mreže za prehod v krožno gospodarstvo. Spodbuja razvoj inovativnih ekoloških konceptov v Sloveniji in prispeva k razvoju nove paradigme o celostnem pristopu na področju okoljskega, ekološkega in sanitarnega inženirstva, predvsem pri pretvorbah odpadkov v varen in uporaben snovni ali energetski vir in pri spreminjanju odnosa do njihove ponovne uporabe (človeški izločki). Raziskave prispevajo tudi k promociji koncepta snovno učinkovitih družb na mednarodni ravni in k prehodu Slovenije v nizkoogljično družbo. Vidik uporabe zelenih tehnologij pa krepi že obstoječe povezovanje s tujimi partnerji. Rezultati projekta imajo neposreden učinek na gospodarstvo. Podjetje Echo je v okviru projekta razvilo oz. nadgradilo sistem za merjenje razgradnje odpadne vode z algami, ki ga promovira skupaj z drugimi izdelki na vodilnih svetovnih sejmih na tem področju (npr. Achema, Analytica China) in uspešno trži po vsem svetu: Koreja, Hong Hong, Španija, Portugalska, Nemčija, Izrael, Italija, Amerika. Na podlagi tega se pričakuje v 1-3 letih razširitev podjetja z zaposlitvijo nove delovne sile. Sodelovanje s podjetjem AlGen rezultira v skupnih prijavah projektov programa H2020 in Life+ z odobrenimi projekti H2020 Saltgae (http://saltgae.eu), H2020 Water2Return in Life+ ALGAECAN. Rezultati projekta imajo učinek na celotno družbo na področju oskrbe s pitno vodo, čiščenja komunalnih odpadnih voda, obdelave bioloških odpadkov in kmetijstva in sicer na več nivojih: -javna podjetja za vodovod in kanalizacijo, obdelavo odpadkov -kmetijski sektor -oskrbovani ljudje, turisti -širša družba in narava (promocija Nacionalnega akcijskega načrta za uresničevanje načel od zibke do zibke (www.odzibkedozibke.si), koncepta snovno učinkovitih družb na mednarodni ravni (www.c2cn.eu) in prehodu Slovenije na nizkoogljično družbo. Posredni učinki projekta: • Zmanjšana poraba pitne vode in učinkovita raba odpadne vode (manjša porabe vode za splakovanje stranišč: ponovna uporaba SV+vakuumska stranišča oz varčna stranišča) – pomembno predvsem na območjih z omejenimi vodnimi zalogami • Zmanjšanje negativnega vpliva komunalnih odpadnih voda na okolje in vodna telesa • Zmanjšanje negativnega vpliva neustreznih sanitarij na zdravje ljudi (zaradi nezadostnega čiščenja in odvajanja komunalnih odpadnih voda na lokacijah, kjer ni možne priključitve na javno kanalizacijsko omrežje) • Zmanjšana poraba energije in prometa za obratovanje in vzdrževanje sanitarij na oddaljenih in težko dostopnih lokacijah kot so npr. gorske koče • Zmanjšana poraba mineralnih gnojil v kmetijstvu (zaradi vračanja fosforja in dušika iz fecesa (kompost) in urina nazaj na polja ob upoštevanju zdravstvenega vidika) • Izobraževanje in okoljsko ozaveščanje širše družbe o zapiranju snovnih tokov in konceptu od zibke do zibke (na demonstracijskem objektu delujočem po principu brez odpadka) • Prispevek k premiku iz linearne družbene naravnanosti v „družbo kroženja in predelave“. Projekt je skladen z nacionalno zakonodajo (Uredba o odvajanju in čiščenju komunalne odpadne vode, Ur.l. RS 98/15) in zakonodajo EU, kjer je velik poudarek na promociji trajnostnih tehnologij in na področju obnovljivih virov energije (Direktiva 2001/77/ES), trajnostne rabe vode (Vodna direktiva 2000/60/ES) in ločevanjem in ponovno uporabo odpadkov (Direktiva o odpadkih 2006/12/ES). Projekt je skladen tudi z evropsko strategijo razvoja podeželja (Sklep Sveta 2006/144/ES) in s skupno evropsko kmetijsko politiko (CAP, www.copa-cogeca.eu), ki govori med drugim o trajnostni proizvodnji hrane in soočanju s klimatskimi spremembami in nizkoogljičnimi družbami in European Innovation Partnership in Water, ki spodbuja inovativnost na področju vodnega sektorja (http://ec.europa.eu/environment/water/innovationpartnership).
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
