English
Deutsch
Español
Italiano
Nederlands
Română
Studia przypadków
Przedstawiamy tu 3 studia przypadków przedsiębiorców i firm rozpoczynających działalność. Prezentowane studia przypadków zostały wybrane na podstawie ich innowacyjności i wykorzystywanych technologii, cyrkularności, powtarzalności, stopnia oddziaływania i zasięgu. W każdym studium przypadku podkreślamy główne wyzwania i możliwe rozwiązania.
Studium przypadku nr 1. 1: Od ścieków do wody rolniczej – innowacyjna technologia łącząca oczyszczanie i ponowne wykorzystanie w rolnictwie
Wyzwanie
Jak już wspomnieliśmy, rolnictwo jest zdecydowanie największym konsumentem wody. Wykorzystanie oczyszczonych ścieków do nawadniania w rolnictwie może zastąpić zapotrzebowanie na wodę w rolnictwie i zmniejszyć lokalny stres wodny. Z drugiej strony, przyszłe strategie rozwoju rolnictwa w większości krajów rozwijających się zależą od możliwości utrzymania, poprawy i rozwoju rolnictwa nawadnianego.
W projekcie RichWater grupa małych, początkujących firm połączyła swoją wiedzę, aby stworzyć zintegrowane podejście do łączenia oczyszczania i nawadniania w jeden system, który może maksymalnie wykorzystać składniki odżywcze. Ich ambicją jest opracowanie w południowej Hiszpanii prototypu komercyjnego o dużej skali, który umożliwi ponowne wykorzystanie ścieków komunalnych do nawadniania. Celem jest stworzenie sytuacji, w której obie strony odniosą korzyści (sektor oczyszczania ścieków i sektor rolniczy), przekształcając ścieki komunalne w wartościowy produkt końcowy.
Zintegrowany system składa się z taniego i wydajnego energetycznie MBR (bioreaktora membranowego), który produkuje wodę do nawadniania wolną od patogenów i bogatą w składniki odżywcze.
System oczyszczania jest podłączony do:
- Moduł mieszania (do indywidualnego mieszania z wodą słodką i dodatkowymi nawozami)
- Urządzenie do fertygacji
- Moduł monitorowania/sterowania obejmujący czujniki glebowe, gwarantujący fertygację zgodną z zapotrzebowaniem i wrażliwą na przypadek.
Dzięki połączeniu tych modułów można stworzyć kompletny i gotowy do użytku system bezpiecznego ponownego wykorzystania ścieków w rolnictwie.
Wyniki
- Produkcja oczyszczonych ścieków (tj. wody odzyskanej),
- Niskie zużycie energii
- Nawadnianie 3 upraw docelowych na polu doświadczalnym: pomidora, mango i awokado,
- Uzdatniona woda dostarcza 50% głównych makroelementów (N, P, K) do upraw docelowych,
- Badania agronomiczne w celu porównania upraw nawadnianych ściekami i wodą konwencjonalną.
- Analiza kosztów i korzyści oraz studium wykonalności,
- Strategia rynkowa.
Wyciągnięte wnioski
Zastosowanie zasad gospodarki cyrkulacyjnej wykazało, że odzyskana woda może być wykorzystywana do nawadniania. Jednocześnie może ona dostarczać 50% głównych makroelementów (N, P, K) do upraw docelowych. Mimo że początkowe nakłady inwestycyjne są wysokie, zużycie energii jest niskie, a mimo to uzyskuje się korzyści ekonomiczne netto.
Źródło: https://richwater.eu/gallery/
Studium przypadku nr 2: Zaawansowana technologia oczyszczania ścieków w celu usuwania niebezpiecznych zanieczyszczeń organicznych
Wyzwanie
Substancje zaburzające gospodarkę hormonalną można znaleźć w tabletkach antykoncepcyjnych, kosmetykach, proszkach do prania i wielu innych produktach używanych w gospodarstwach domowych. Uwalnianie substancji zaburzających gospodarkę hormonalną do środowiska naturalnego, a następnie do ścieków, powoduje, że ryby, płocie i ślimaki stają się interseksualne. Ostatnio w Danii i innych miejscach zaobserwowano feminizację ryb. Aby zapobiec przedostawaniu się takich substancji zaburzających gospodarkę hormonalną z wylotów oczyszczalni ścieków do środowiska, potrzebna jest opłacalna metoda. Grupa małych firm podjęła współpracę w celu opracowania systemu, który umożliwiłby eliminację mikroorganizmów chorobotwórczych i substancji zaburzających gospodarkę hormonalną ze ścieków.
Podstawowym założeniem jest wprowadzenie zaawansowanych procesów fotoutleniania w oczyszczalniach ścieków przy użyciu lamp ultrafioletowych. Światło z lamp ultrafioletowych jest w stanie niszczyć bakterie i usuwać substancje chemiczne ze ścieków przy użyciu utleniaczy, np. ozonu lub dwutlenku chloru.
Dzięki temu zakłady WTTP będą mogły produkować ścieki, które nie stanowią zagrożenia. Metoda ta charakteryzuje się następującymi cechami:
- Prosty system do dezynfekcji ścieków,
- Prosty system do usuwania substancji zaburzających gospodarkę hormonalną i innych niebezpiecznych związków,
- Elastyczny system,
- Łatwa instalacja,
- Zaawansowana technologia sterowania procesem,
- Lampy UV o dużej intensywności energii,
- Niski koszt kapitału
- Niskie koszty operacyjne,
- Środowisko i zdrowie,
- Doskonała jakość kąpieli,
- Brak zagrożeń dla fauny i ekosystemów wodnych odbiorców,
Wyniki
- Dezynfekcja: System ten wykazał, że możliwe jest zapewnienie, by ścieki z oczyszczalni ścieków były wolne od mikroorganizmów chorobotwórczych, gwarantowały jakość wody w kąpieliskach oraz były zgodne z dyrektywą WE.
- Usuwanie substancji zaburzających gospodarkę hormonalną: System jest przydatny do usuwania substancji zaburzających gospodarkę hormonalną i innych niebezpiecznych związków z oczyszczonych ścieków (stopień usunięcia 99,8%).
Wyciągnięte wnioski
Zaproponowane rozwiązanie techniczne pokazało, że przy niewielkim nakładzie środków można spełnić wymagania dyrektywy UE dotyczącej wody w kąpieliskach i zapewnić niski poziom substancji zaburzających gospodarkę hormonalną o działaniu estrogennym w ściekach. To doświadczenie stwarza możliwości dla przedsiębiorców i firm rozpoczynających działalność w zakresie wdrażania innych rozwiązań technicznych opartych na końcowym wykorzystaniu wody w celu eliminacji zanieczyszczeń wody.
Rysunek: APOP System.
Źródło: https://www.slideshare.net/NIDHISRIVASTAVA52/advanced-photo-catalytic-oxidationwastewater
Studium przypadku nr 3: Procesy oszczędzania wody w produkcji tekstylnej. 3: Procesy oszczędzania wody w produkcji tekstyliów
Wyzwanie
Woda jest ważnym zasobem w procesach produkcyjnych, w tym w sektorze tekstylnym. Przemysł włókienniczy jest uzależniony od wody praktycznie na wszystkich etapach produkcji. Barwniki, specjalistyczne i wykończeniowe środki chemiczne stosowane do produkcji odzieży są nakładane na tkaniny w kąpielach wodnych. Oznacza to, że do barwienia, wykańczania i prania odzieży zużywa się ogromne ilości wody. Zmniejszenie zużycia wody poprzez wprowadzenie zrównoważonych procesów produkcyjnych może być zatem korzystne zarówno dla firm, jak i dla społeczności, w których działają. W odpowiedzi na problem zużycia i zanieczyszczenia wody przez przemysł tekstylny wiele korporacji zaczęło poszukiwać alternatywnych rozwiązań.
Przedstawiamy tu studium przypadku działań na rzecz oszczędzania wody w urządzeniach do barwienia w fabryce włókienniczej w Chorwacji. Młodzi przedsiębiorcy przeanalizowali wszystkie procesy i wybrali najlepsze działania mające na celu zmniejszenie zużycia wody w przedsiębiorstwie. Skoncentrowali się na procesach prania i płukania, ponieważ oba te procesy są ważne w przemyśle tekstylnym ze względu na konieczność zredukowania zanieczyszczeń w tkaninach do wcześniej ustalonego poziomu. Aby zmniejszyć zużycie wody w tych procesach, znaleziono skuteczne metody redukcji zużycia wody w trybie wsadowym i ciągłym. Wyposażenie wykorzystywane w programie oszczędzania wody jest stosunkowo niedrogie; w większości przypadków wystarczą zawory, rury, małe pompy i zbiorniki. Koszty operacyjne tych systemów są na ogół bardzo niskie. Droższa może być rutynowa konserwacja oraz, w niektórych przypadkach, energia elektryczna dla pomp. Środki służące oszczędzaniu wody prowadzą do [33]:
- Zmniejszenie kosztów przetwarzania,
- Zmniejszenie kosztów oczyszczania ścieków,
- Zmniejszenie zużycia energii cieplnej,
- Zmniejszenie zużycia energii elektrycznej,
- Zmniejszenie ładunku zanieczyszczeń.
Wyniki
Zastosowanie tych środków pozwoliło na znaczne oszczędności w zakresie samej wody (90% wody), jak również kosztów związanych z jej odprowadzaniem i doprowadzaniem.
Te zintegrowane techniki można zastosować w innych gałęziach przemysłu włókienniczego. Okres zwrotu nakładów poniesionych na system oszczędzania wody zależy od ilości zaoszczędzonej wody, opłat za odprowadzanie ścieków oraz kosztów wody surowej i oczyszczania ścieków.
Wyciągnięte wnioski
Ochrona i ponowne wykorzystanie wody to konieczność dla przemysłu włókienniczego. Możliwe jest zmniejszenie ilości wody zużywanej w zakładach włókienniczych. Obniża to koszt gotowych wyrobów włókienniczych poprzez obniżenie opłat za wodę słodką i odprowadzanie ścieków. Ilość wody potrzebnej do przetwarzania wyrobów włókienniczych jest różna w poszczególnych zakładach i zależy od rodzaju produkowanej tkaniny, procesu technologicznego, rodzaju sprzętu i barwników. Stwarza to wiele możliwości dla przedsiębiorców i firm rozpoczynających działalność w zakresie dostosowania zużycia wody do potrzeb własnych zakładów włókienniczych.
