Wydajne oczyszczalnie ścieków oznacza niższą emisję gazów cieplarnianych, większą oszczędność energii i mniejsze rachunki za wodę
Oczyszczanie ścieków jest kluczowym, aczkolwiek nieefektywnym procesem stosowanym w Unii Europejskiej: pochłania bowiem duże ilości energii i jest źródłem wielu szkodliwych emisji. Obecnie działania te odpowiadają za około 3 % zużycia energii elektrycznej w krajach rozwiniętych, a przeciętna efektywność energetyczna oczyszczalni w Europie wynosi poniżej 50 %. Na poszczególnych etapach uzdatniania ścieków do atmosfery uwalniane są ogromne ilości szkodliwych gazów w związku ze zużyciem energii, zużyciem substancji chemicznych, usuwaniem niepożądanych ścieków czy zagospodarowaniem osadów ściekowych. „Oczyszczalnie ścieków stanowią znaczące antropogeniczne źródło emisji gazów cieplarnianych, do których zalicza się dwutlenek węgla, metan i podtlenek azotu (N20), przy czym dwa ostatnie powodują, odpowiednio, 25 i 265 razy więcej szkód niż CO2 w okresie 100 lat”, mówi prof. Andreas Andreadakis z Wydziału Zasobów Wodnych Narodowego Uniwersytetu Technicznego w Atenach, koordynator projektu C-FOOT-CTRL. Rozwiązaniem tego problemu może być odpowiednie przeprojektowanie zakładów oczyszczania ścieków lub zmiana sposobu ich działania. Finansowany w ramach programu „Horyzont 2020” projekt C-FOOT-CTRL ma na celu stworzenie oprogramowania, które przyspieszy ten proces. C-FOOT-CTRL to internetowy system monitorowania oczyszczalni ścieków, który może dokładnie przewidywać i rejestrować emisje gazów oraz wskazywać najgroźniejsze źródła zanieczyszczeń i przyczyny braku efektywności. Ponadto podpowiada użytkownikowi, w których obszarach możliwe są ulepszenia, które przyczynią się do redukcji śladu węglowego.
Pomiar śladu węglowego
Zespół projektu C-FOOT-CTRL stworzył nowatorski analizator gazów do monitorowania emisji i zapisywania informacji online. „Szczególny nacisk położono na pomiary online dotyczące N2O”, mówi prof. Andreadakis. Podtlenek azotu stanowi prawie 8 % globalnych emisji gazów cieplarnianych spowodowanych przez człowieka, a oczyszczalnie ścieków stanowią źródło 3,2 % jego emisji. Opracowane przez uczonych narzędzie dokładnie rejestruje i śledzi emisje u źródła w czasie rzeczywistym i w razie potrzeby uruchamia procesy ograniczające, podczas gdy system wskazuje, co było najpoważniejszą przyczyną powstania problemu. Narzędzie C-FOOT-CTRL zawiera trzy podstawowe elementy: bazy danych, funkcję pomiarów online i dynamiczny model komputerowy, który określa ślad węglowy. Za pomocą interfejsu użytkownika wyniki z systemu monitorowania przekazywane są operatorom oczyszczalni. Innowacyjne oprogramowanie zostało opracowane jako tani i elastyczny system oparty na zintegrowanych sieciach czujników, przeznaczony do monitorowania i „nadzorowania” działań mających na celu ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Ujawniając słabe punkty, ma też potencjał do tego, by pociągnąć za sobą nowy sposób projektowania. „C-FOOT-CTRL zachęci przedsiębiorstwa wodociągowe do intensywniejszego działania i stawiania na nowe technologie w swoich strategiach innowacyjnych, uwzględniając w nich analizę wydajności oczyszczalni ścieków”, tłumaczy prof. Andreadakis. Narzędzie pomyślnie przeszło testy przeprowadzone w dwóch różnych oczyszczalniach ścieków w Grecji i Zjednoczonym Królestwie. „Przy pomocy narzędzia C-FOOT-CTRL opracowano szereg strategii ograniczania emisji gazów cieplarnianych wraz z analizami skutków ich wdrożenia w oczyszczalniach ścieków”, dodaje prof. Andreadakis.
Wiele korzyści
Narzędzie i osiągane dzięki niemu wyniki pomogą w walce ze skutkami zmian klimatycznych i nieefektywnością energetyczną w całej Unii. Rozwiązanie wpłynie to również na poprawę codziennego funkcjonowania oczyszczalni, a tym samym doprowadzi do polepszenia jakości życia lokalnych mieszkańców. Ponadto zmniejszenie śladu węglowego oczyszczalni ścieków może mieć pozytywny wpływ na taryfy opłat za wodę. Jak wyjaśnia prof. Andreadakis: „Narzędzie C-FOOT-CTRL i wdrożenie odpowiednich strategii ograniczania emisji gazów cieplarnianych może skutkować niższym zużyciem energii przez oczyszczalnie, przez co usługa uzdatniania ścieków może stać się tańsza, a to z kolei może znaleźć odzwierciedlenie w niższych rachunkach za wodę”. Badania w ramach projektu przeprowadzono dzięki wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie”.
Słowa kluczowe
C-FOOT-CTRL, gaz cieplarniany, oczyszczalnia ścieków, energia, zużycie, woda, ślad węglowy, zmiana klimatu, rachunek za wodę