REZUMAT
Instalaţie hibridă pentru potabilizarea apei prin osmoză inversă de presiune scazută şi denitrificarea cu pile de biocombustie a apei reziduale
Din cauza poluării semnificative a majorităţii resurselor de apă din pânza freatică sau de la suprafaţă, comunităţile de români care trăiesc în mediul rural folosesc o apă de calitate îndoielnică, cu un grad de risc crescut pentru sănătatea lor.
Acest proiect are ca obiectiv cercetarea şi dezvoltarea unui echipament „prietenos mediului” care să asigure apă potabilă pentru comunităţile rurale unde sursele de apă sunt compromise sau în stare de vulnerabilitate.
Proiectul urmăreşte realizarea unei instalaţii complexe – model funcţional – în scopul purificării apei, prelevate din pânza freatică dar şi din surse de suprafaţă. Instalaţia va funcţiona pe principiul osmozei inverse utilizând membrane de presiune ultra-scăzută, va fi dotată cu un sistem de post-procesare a apei utilizând celule microbiene de electroliză în scopul reducerii concentraţiei de nitraţi din apa reziduală şi va fi optimizată energetic în scopul obţinerii unui cost redus al apei potabile. Instalaţia va fi dimensionată pentru gama de debite mici şi mijlocii, de până la 25 m3/h, pentru care osmoza inversă prezintă avantaje competitive faţă de alte metode cunoscute. Etapa post-procesare va asigura o reducere a concentraţiei de nitraţi sub nivelul celei aferente punctului de intrare.
Utilizarea membranelor de presiune ultra-scăzută va reduce presiunea cerută pentru filtare la cca. 4…6 bar crescând debitul de apă în condiţiile păstrării etapei de preepurare prin nanofiltrare. Problema curăţirii membranelor va fi considerată prin realizarea unui sistem de vibrare dublu care combină atât metoda prin care se introduc forte de forfecare in faţa membranei în scopul evitării înfundării porilor (VSEP- Vibratory Shear Enhanced Process) cât şi un procedeu de ultrasonare.
Componenta de post-procesare a instalaţiei constă în baterii de celule microbiene de electroliză formate în compartimentele unui bazin de depozitare a apei reziduale. În sistemele de celule de biocombustie, utilizând metabolismul microbian, se obţine pe lângă energie electrică şi reducerea substanţelor organice poluante precum nitraţi, sulfaţi, carbonaţi si cloruri din mediu.
Optimizarea energetică a instalaţiei constă în mărirea gradului de flexibilitate a funcţionării la presiuni variabile în funcţie de concentraţiile de nitraţi din diferite amplasamente prin realizarea unei pompe volumice reglabile, posibilitatea alimentării cu energie solară prin dispunerea unei surse fotovoltaice, precum şi automatizarea întregului sistem de la etapa pre-epurare până la cea de post-procesare.
Proiectul este realizat într-un parteneriat format din două entităţi de cercetare din mediul academic, un institut naţional de cercetare-dezvoltare şi doi agenţi economici.
Rezultatele cercetării vor fi transferate la agenţii economici parteneri cofinanţatori ai proiectului (transfer tehnologic) care vor produce în colaborare aceste echipamente şi le vor oferi comunităţilor locale. Primii beneficiari ai echipamentelor ce fac obiectul cercetării pot fi cele aproximativ 2000 de localităţi pe care monitorizările de mediu le-au identificat ca fiind afectate de poluarea cu nitraţi din surse agricole.
