Opracowali innowacyjny sposób na oczyszczanie ścieków. Naukowcy z PB mają nowy patent

Fot: PB/Paweł Jankowski

Naukowcy z Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej opatentowali innowacyjny sposób wytwarzania tlenowego granulowanego osadu czynnego.

– Uzyskany patent jest efektem kilkuletniej wytężonej pracy, w wyniku której opracowaliśmy sposób wytwarzania tlenowych granul osadu czynnego. Opracowane przez nas rozwiązanie można wdrożyć na oczyszczalniach ścieków, w których ciąg technologiczny oparty jest o wykorzystanie sekwencyjnych reaktorów biologicznych – mówi dr inż. Piotr Ofman z Katedry Technologii w Inżynierii Środowiska, współtwórca wynalazku.

Technologia oczyszczania ścieków z wykorzystaniem osadu tlenowego granulowego jest dość innowacyjna. Wynaleziono ją kilkanaście lat temu, jednak stosuje się ją w zaledwie kilkunastu oczyszczalniach ma świecie. W Polsce taka metoda jest wykorzystywana w miejscowości Ryki (województwo lubelskie). Powodem są prawdopodobnie badania nad granulowanym osadem czynnym, które wciąż trwają.

Białostoccy naukowcy opracowali metodę, która polega na wykorzystaniu konsorcjum mikroorganizmów do biodegradacji związków węgla, form azotu i fosforu. Biomasa, która się formuje w tym procesie przyjmuje postać granul i sedymentuje znacznie szybciej niż konwencjonalny, kłaczkowaty osad czynny. Wówczas zmniejsza się potrzeba stosowania wielokomorowych reaktorów oraz recyrkulacji, co przekłada się na niższe koszty funkcjonowania oczyszczalni.

– Do najważniejszych zalet tlenowych granul osadu czynnego zalicza się przede wszystkim ich odporność na zmiany charakterystyki jakościowej ścieków dopływających do oczyszczalni. Ta właściwość pozwala na zachowanie stabilniejszych efektów biologicznego usuwania zanieczyszczeń obecnych w ściekach. Dodatkowo tlenowy granulowany osad czynny charakteryzuje się lepszymi właściwościami sedymentacyjnymi w porównaniu do najpowszechniej występującego osadu czynnego na oczyszczalniach ścieków – osadu kłaczkowatego. Ta cecha może potencjalnie rozwiązać szereg problemów eksploatacyjnych i ograniczyć koszty funkcjonowania oczyszczalni ścieków. Oprócz tego z lepszych właściwości sedymentacyjnych tlenowych granul osadu czynnego pośrednio wynika możliwość skrócenia cyklu pracy reaktora sekwencyjnego – mam tu na myśli fazę sedymentacji. To pozwala inaczej zaplanować strategię działania reaktora oraz w konsekwencji ograniczyć koszty inwestycyjne związane z budową zbiorników retencyjnych, służących do magazynowania ścieków surowych – opisuje dr inż. Piotr Ofman.

Badania mogą przełożyć się na kolejne sukcesy

Podczas przeprowadzonych badań zaobserwowano zjawiska, które mogą być istotne w podejmowaniu kolejnych doświadczeń naukowych:

– Oprócz tego w trakcie badań zaobserwowaliśmy, iż tlenowe granule osadu czynnego przyrastają nieco wolniej w stosunku do kłaczków osadu czynnego. Ta obserwacja przekłada się na częściowe rozwiązanie problemów związanych z gospodarką osadową na oczyszczalniach ścieków, poprzez konieczność zagospodarowania mniejszej masy osadu nadmiernego, jaki musi zostać odprowadzony z układu oczyszczania ścieków – dodaje dr inż. Piotr Ofman.

Warto podkreślić, że naukowcy z Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej zajmują się badaniami a nad granulacją kłaczkowatego osadu czynnego od kilku lat. Prace są przeprowadzane w laboratoriach.

– W 2021 roku zrealizowaliśmy projekt badawczy finansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki poświęcony analizie przemian form azotu w trakcie granulacji kłaczków osadu czynnego. Rezultaty tego projektu pozwoliły nam lepiej poznać proces oczyszczania z wykorzystaniem tlenowych granul osadu czynnego i w konsekwencji zaobserwowaliśmy, że kinetyka przemian związków azotu zwiększa się wraz ze stopniem zgranulowania osadu czynnego – wyjaśnia Ofman.

Patent przyznano 26 lipca

26 lipca 2022 r. Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej przyznał Politechnice Białostockiej patent na wynalazek pn. "Sposób wytwarzania tlenowego granulowanego osadu czynnego". Rozwiązanie jest efektem kilkuletniej pracy zespołu naukowców z Katedry Technologii w Inżynierii Środowiska na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku.

Podczas zrealizowanych już badań zespół z Politechniki Białostockiej wykazał, że intensywność, z jaką zachodzą przemiany form azotu zwiększa się wraz ze stopniem zgranulowania osadu czynnego. Obecnie trwają prace nad modyfikacją opatentowanego sposobu granulacji kłaczkowatego osadu czynnego.

– Otrzymanie patentu ułatwi nam pozyskanie środków finansowych na dalsze badania, które chcielibyśmy prowadzić w większej skali i o ile będzie to możliwe w warunkach rzeczywistych – zapowiada dr inż. Piotr Ofman.