Rosnąca obecność mikrowłóce, które są małymi włókienami syntetycznymi, oraz szkodliwe bakterie w ściekach stanowiło krytyczne wyzwanie dla zdrowia środowiskowego i publicznego. Naukowcy prowadzeni przez profesora Milenko Roša, w tym Jolanda Pikl, profesor Aleksandra Lobnik, Hakim El Khiar i Nataša Uranjek z University of Maribor, Wydział Ochrony Środowiska w Velenje i Aqua Lab opracowali innowacyjną metodę rozwiązania tego problemu. Ich badanie, niedawno opublikowane w czasopiśmie Cleaner Engineering and Technology, bada wydajny system łączący filtrację błon, technikę wykorzystującą cienkie bariery dla oddzielnych zanieczyszczeń i proces wykorzystujący gaz ozonowy do czystej wody, metodę wykorzystującą wysoce reaktywny tlen do zabijania mikroorganizmów Oczyszczanie ścieków.
Motywacja zespołu profesora Roš wynika z pilnej potrzeby zmniejszenia zanieczyszczeń, takich jak mikroplastyka, małe cząsteczki plastikowe, które zanieczyszczają systemy wodne i patogeny w obróbce w wodzie. Tradycyjne obróbki ścieków często nie pozwalają odpowiednio usuwać mikrowłóce i bakterii, które stanowią znaczące zagrożenie dla ekosystemów wodnych i zdrowia ludzi. „Naszym celem było uczynienie oczyszczonych ścieków odpowiednich do ponownego użycia w rolnictwie i rekreacji poprzez eliminowanie prawie wszystkich mikrowłóce, mikroplastików i mikroorganizmów” – wyjaśnił profesor Roš.
Stosując wyspecjalizowany filtr ceramiczny AA z drobnymi otworami, zespół osiągnął niezwykłe wyniki w filtrowaniu zawieszonych ciał stałych i mikrowłóce. Kolejny proces wykorzystujący gaz ozonowy do czystej wody, metoda, która wykorzystuje wysoce reaktywny tlen do zabijania mikroorganizmów – gdzie gaz ozonowy jest używany do dezynfekcji wody – kompletnie wyeliminowany szkodliwe bakterie, czyniąc obróbką wodę wysoce odpowiednią do zastosowań, takich jak nawadnianie i kąpiel i kąpiel . W badaniach opisano dwuetapowy proces leczenia, który przekraczał tradycyjne metody, a sama mikrofiltracja usuwała najbardziej szkodliwe bakterie.
Znaczenie tej innowacji polega na jej zdolności do osiągnięcia prawie zakończenia usuwania zanieczyszczeń przy jednoczesnym dostosowaniu się do różnych kontekstów oczyszczania ścieków. W badaniu wykorzystano pilotażowy system roślin, konfigurację na małą skalę stosowaną do testowania i udoskonalania procesów przemysłowych do analizy próbek wody z Oczyszczalni ścieków Šalek Valley. Wyniki wykazały, że system filtrowania znacznie zmniejszał niepożądane cząstki w wodzie, podczas gdy proces wykorzystujący gaz ozonowy do czystej wody, metodę wykorzystującą wysoce reaktywny tlen do zabijania mikroorganizmów, skutecznie wyeliminował resztkowe patogeny.
Profesor Roš i jego zespół opracowali również nowy system zaprojektowany w celu wykrycia mikrowłóce w celu dokładnego pomiaru występowania mikroplastyki w oczyszczonych ściekach. System ten, wykorzystujący zaawansowane techniki do badania materiałów, zapewnił krytyczne wgląd w wydajność procesu filtracji. „Połączenie mikrofiltracji i procesu wykorzystującego gaz ozonowy do czystej wody, metodę wykorzystującą wysoce reaktywny tlen do zabijania mikroorganizmów, wykazała niezrównaną wydajność w produkcji wody, która spełnia wysokie standardy bezpieczeństwa w zakresie ponownego użycia w różnych zastosowaniach” – powiedział profesor Roš.
Ten innowacyjny system jest gotowy odgrywać istotną rolę w promowaniu zrównoważonego rozwoju wody poprzez dostosowanie się do modelu gospodarki o obiegu, który koncentruje się na ponownym wykorzystaniu zasobów w celu zminimalizowania odpadów, w których zasoby są wydajne ponownie wykorzystywane. Utratowana woda może wspierać rolnictwo, zmniejszać zapotrzebowanie na słodką wodę i minimalizować zanieczyszczenie środowiska. Naukowcy uważają, że wdrażanie podobnych systemów na całym świecie może zrewolucjonizować zarządzanie ściekami.
Rozwiązując zarówno obawy dotyczące zdrowia środowiskowego, jak i publicznego, badanie profesora Roša i kolegi oferują ścieżkę do bardziej zrównoważonej przyszłości. Technologia stanowi znaczący skok w oczyszczaniu ścieków, zapewniając czystszą wodę dla społeczności i ekosystemów.
Referencje dziennika
Rihter Pikl J., Lobnik A., Roš M., El Khiar H., Uranjek N. „Oznaczanie i usuwanie mikrofilii i coli z grupy coli z oczyszczania ścieków”. Cleaner Engineering and Technology, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clet.2024.100806
O autorach
Prof. Dr. Milenko Rosh od ponad 39 lat był zatrudniony w Instytucie Chemical w Lublljana, z czego spędził 25 lat jako szef laboratorium chemii wody, biologii i technologii. Jego prace koncentrowały się na oczyszczaniu ścieków, zarządzaniu szlamem z oczyszczalni biologicznej i metrologii w chemii. Jako profesor ochrony zanieczyszczenia i wody, wykładał w wielu instytucjach krajowych (University of Ljubljana, University of Maribor i Wydział Ochrony Środowiska w Velenje), a także na uniwersytetach zagranicznych (Uniwersytet Technologii Wiedeńskiej i Warszawski Uniwersytet Technologii). Milenko jest autorem i współautorem wielu artykułów naukowych, podręczników i ponad 15 książek o oczyszczaniu ścieków. W przeszłości pełnił funkcję prezesa Słoweńskiego Towarzystwa Ochrony Wody i jest aktywnym członkiem różnych krajowych i międzynarodowych stowarzyszeń zajmujących się ochroną wody i nauk o środowisku. Milenko Roš jest odbiorcą medalu Williama Dunbara, przyznanego przez Europejskie Stowarzyszenie Wody za jego wyjątkowy wkład w rozwój techniczny stosowanego w zakresie oczyszczania ścieków i odpadów.
Prof. Dr. Aleksandra Lobnik Otrzymała doktorat w 1998 r. W Institute of Organic Analytical Chemistry University w Austrii. Od 2009 roku jest zatrudniona jako profesor na Wydziale Inżynierii Mechanicznej na University of Maribor. W 2006 roku współzałożyła firmę spin-off, iOS Ltd., w której jest dyrektorem generalnym. W 2021 r. Została członkiem Słoweńskiej Akademii Inżynierii; Była także prezesem Międzynarodowego Towarzystwa Sol-Gel (ISGS). Brała udział w ponad 50 krajowych i międzynarodowych projektach badawczych jako kierownik projektu. Aleksandra Lobnik jest również aktywny w promowaniu nauki. Jest regularnie zapraszana na różne konferencje i komitety warsztatowe. Daje szeroką gamę wywiadów na temat technologii recyklingu dotyczące odpadów plastikowych/tekstylnych, czujników, nanosciencji, transferu wiedzy w szeroko dostępnych mediach i okrągłych stołach.
Jolanda Richter Pikl, MSC, ostatnie 18 lat spędził na odkrywaniu innowacyjnych rozwiązań w zakresie oczyszczania ścieków. Jej akademicka podróż rozpoczęła się od dyplomu ochrony środowiska, a następnie magistra ekologii z wydziału ochrony środowiska w Velenje. Obecnie kontynuuje badania doktoranckie na Wydziale Inżynierii Mechanicznej w Maribor, gdzie jej skupienie polega na wykorzystaniu technologii błonowych w celu wyeliminowania mikroplastyki i dezynfekujących bakterii przy użyciu ozonowania. Jako mistrz ekotechnologii w Ministerstwie Zasobów Naturalnych i Planowania przestrzennego, Jolanda prowadzi inicjatywy w celu zwiększenia gromadzenia ścieków i infrastruktury oczyszczania. Jej wiedza na temat inżynierii środowiska pozwala jej znacząco przyczynić się do poprawy jakości wody i osiągnięcia krajowych i europejskich celów ekologicznych. Dzięki całościowym podejściu, które łączy zaawansowane badania naukowe z skutecznym zarządzaniem projektami, Jolanda odgrywa kluczową rolę w transformacji zarządzania ściekami i infrastrukturą środowiskową. Jej praca podkreśla potencjał innowacyjnych technologii w celu stawiania na palących globalnych wyzwań związanych z niedoborem wody i zanieczyszczeniem środowiska.
Hakim El Khiar, MSC, od 1996 r. Jest w czołówce systemów filtracji wody pitnej, angażując się w rozwijanie, prototypowanie i uprzemysłowienie innowacyjnych technologii filtrów. Opracował również skuteczne techniki oczyszczania wody pitnej w nagłych wypadkach i specjalizuje się w recyklingu ścieków z różnych zastosowań przemysłowych. Ponadto stworzył metodę próbkowania mikroplastycznego, która umożliwia szybkie i proste wykrywanie mikroplastyki w wodzie pitnej. Przełomowe innowacje Hakima zdobyły wiele nagród od słoweńskiej Izby Handlowej. Jest współautorem kilku artykułów badawczych i książki na temat usuwania mikroplastików za pomocą technologii membranowej. Wiele jego produktów jest opatentowanych na całym świecie, w tym nieprzerwany system filtrowania wody z automatycznym oczyszczaniem filtra, urządzenie do ciągłej filtracji wody, przenośne urządzenie do filtracji wody grawitacyjnej oraz różne wieloetapowe systemy oczyszczania wody. Hakim znacząco przyczynia się do filtracji wody i ochrony środowiska poprzez swoją obszerną pracę i opatentowane technologie.
Natasha Uranjek, BSCukończył inżynierię chemiczną na Wydziale Chemii i Technologii Chemicznej w Ljubljana. Kieruje działem technologii i nadzoru w Velenje Public Utility Company. Jej doświadczenie obejmuje oczyszczanie i kontrolę jakości wody pitnej oraz optymalizację i zwiększenie procesów oczyszczania ścieków i zarządzania szlamem biologicznym. Projektuje i nadzoruje urządzenia do uzdatniania wody i przetwarzania jako certyfikowany inżynier. NATAša opublikował wkład w czasopisma naukowe, uczestniczył w krajowych i międzynarodowych konferencjach oraz współpracował przy różnych projektach badawczych z cenionymi instytucjami. Otrzymała także wiele nagród innowacyjnych od Izby Handlowej Savinja-Šalek i słoweńskiej izby handlowej. Nataša od ponad dekady jest aktywnym członkiem Słoweńskiego Stowarzyszenia Ochrony Wody i reprezentuje państwo w Europejskiej Federacji Krajowych Stowarzyszeń Usług Wodnych. Kontynuuje studia doktoranckie na Wydziale Inżynierii Mechanicznej na University of Maribor, jednocześnie pełniąc funkcję starszego wykładowcy na Wydziale Ochrony Środowiska w Velenje w Słowenii.
